KR20120095851A - Resist pattern forming method - Google Patents

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Abstract

본 발명은, (1) [A] 폴리실록산을 함유하는 레지스트 하층막 형성용 조성물을 기판 위에 도포하여 레지스트 하층막을 형성하는 공정, (2) [a1] 산의 작용에 의해 극성이 변화되어 유기 용매에 대한 용해도가 감소하는 중합체를 함유하는 감방사선성 수지 조성물을 상기 레지스트 하층막 위에 도포하여 레지스트막을 형성하는 공정, (3) 상기 레지스트막을 노광하는 공정, 및 (4) 상기 노광된 레지스트막을, 유기 용매를 함유하는 현상액을 사용하여 현상하는 공정을 갖는 레지스트 패턴 형성 방법이다.This invention is a process of (1) applying the composition for forming a resist underlayer film containing [A] polysiloxane on a board | substrate, and forming a resist underlayer film, (2) polarity is changed by the action of [a1] acid, Applying a radiation-sensitive resin composition containing a polymer having a reduced solubility to the resist underlayer film to form a resist film, (3) exposing the resist film, and (4) exposing the resist film to an organic solvent It is a resist pattern formation method which has a process of developing using the developing solution containing these.

Description

레지스트 패턴 형성 방법{RESIST PATTERN FORMING METHOD}Resist pattern formation method {RESIST PATTERN FORMING METHOD}

본 발명은 레지스트 패턴 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a resist pattern.

반도체 디바이스, 액정 디바이스 등의 각종 전자 디바이스 구조의 미세화에 따라, 리소그래피 공정에서의 레지스트 패턴의 미세화가 요구되고 있다. 현재, 예를 들면 단파장의 방사선인 ArF 엑시머 레이저를 사용하고, 이러한 단파장의 방사선에 대응할 수 있는 감방사선성 수지 조성물을 사용하여 선폭 90 nm 정도의 미세한 레지스트 패턴을 형성할 수 있지만, 향후에는 더욱 미세한 패턴 형성이 요구될 것이다.With the miniaturization of various electronic device structures such as semiconductor devices and liquid crystal devices, miniaturization of resist patterns in lithography processes is required. At present, for example, an ArF excimer laser, which is a short wavelength radiation, and a radiation-sensitive resin composition capable of responding to such a short wavelength radiation can be used to form a fine resist pattern having a line width of about 90 nm, but in the future, Pattern formation will be required.

상기 요구에 대하여, 감방사선성 수지 조성물의 특징을 이용하여 보다 미세한 패턴의 형성을 가능하게 하는 기술로서, 현상액으로 알칼리 수용액보다 극성이 낮은 유기 용매를 사용하는 기술이 알려져 있다(일본 특허 공개 제2000-199953호 공보 참조). 이와 같이, 유기 용매를 사용한 경우 광학 콘트라스트를 높일 수 있으며, 그 결과 보다 미세한 패턴을 형성할 수 있다.As a technique for enabling formation of a finer pattern by utilizing the characteristics of the radiation-sensitive resin composition, a technique of using an organic solvent having a lower polarity than an aqueous alkali solution is known as the developer (Japanese Patent Laid-Open No. 2000). -199953). As such, when the organic solvent is used, the optical contrast can be increased, and as a result, a finer pattern can be formed.

그러나, 향후에는 더욱 미세한 영역의 레지스트 패턴의 형성이 요구될 것이다. 또한 미세할 뿐만 아니라, 라인 앤드 스페이스 패턴 등의 트렌치(trench) 패턴, 콘택트 홀(contact hole) 등의 홀 패턴 등 다양한 레지스트 패턴의 형성에 대응할 수 있으며, 초점 심도 및 패턴 형상이 우수함과 동시에 홀 패턴 형성에서의 CDU(Critical Dimension Uniformity), 및 트렌치 패턴 형성에서의 패턴 붕괴 내성이 우수한 레지스트 패턴을 형성할 수 있는 레지스트 패턴 형성 방법이 요구되고 있다.However, in the future, formation of a resist pattern of finer regions will be required. In addition, it is not only fine, but also supports formation of various resist patterns such as trench patterns such as line and space patterns and hole patterns such as contact holes, and has excellent depth of focus and pattern shape and hole patterns. There is a need for a resist pattern forming method capable of forming a resist pattern having excellent CDU (Critical Dimension Uniformity) in formation and resisting pattern collapse in trench pattern formation.

일본 특허 공개 제2000-199953호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2000-199953

본 발명은 이상과 같은 사정에 기초하여 이루어진 것이며, 그 목적은 다양한 레지스트 패턴의 형성에 대응할 수 있고, 초점 심도, 패턴 형상, 해상성, CDU 및 패턴 붕괴 내성이 우수한 레지스트 패턴을 형성할 수 있는 레지스트 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made on the basis of the above circumstances, and an object thereof is to respond to the formation of various resist patterns and to form a resist pattern excellent in depth of focus, pattern shape, resolution, CDU and pattern collapse resistance. It is to provide a pattern forming method.

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 발명은,The invention made to solve the above problems,

(1) [A] 폴리실록산을 함유하는 레지스트 하층막 형성용 조성물을 기판 위에 도포하여 레지스트 하층막을 형성하는 공정,(1) A step of forming a resist underlayer film by applying the composition for forming a resist underlayer film containing [A] polysiloxane on a substrate;

(2) [a1] 산의 작용에 의해 극성이 변화되어 유기 용매에 대한 용해도가 감소하는 중합체(이하, 「[a1] 중합체」라고도 함)를 함유하는 감방사선성 수지 조성물을 상기 레지스트 하층막 위에 도포하여 레지스트막을 형성하는 공정,(2) A radiation-sensitive resin composition containing a polymer (hereinafter also referred to as "[a1] polymer") whose polarity is changed by the action of the [a1] acid to decrease its solubility in an organic solvent, is placed on the resist underlayer film. Coating to form a resist film,

(3) 상기 레지스트막을 노광하는 공정, 및(3) exposing the resist film; and

(4) 상기 노광된 레지스트막을, 유기 용매를 함유하는 현상액을 사용하여 현상하는 공정(4) Process of developing the exposed resist film using a developing solution containing an organic solvent

을 갖는 레지스트 패턴 형성 방법이다.It is a resist pattern formation method which has.

본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법에 따르면, [A] 폴리실록산을 함유하는 레지스트 하층막을 형성하고, 유기 용매를 함유하는 현상액을 사용하여 현상을 행함으로써, 다양한 레지스트 패턴의 형성에 대응할 수 있으며, 초점 심도, 패턴 형상, 해상성, CDU 및 패턴 붕괴 내성이 우수한 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 상기 구성에 의해 상기 효과를 발휘하는 이유에 대해서는 반드시 명확하지 않지만, 예를 들면 형성되는 레지스트 하층막 중의 [A] 폴리실록산과, 그 위에 형성되는 레지스트 패턴과의 상호 작용이 강하다는 것 등에 의해 우수한 패턴 붕괴 내성이 발휘되고, 패턴 붕괴 내성이 향상됨으로써 넓은 초점 심도가 발휘되고, 패턴 형상, CDU 및 해상성이 향상되는 것 등으로 생각된다.According to the resist pattern forming method of the present invention, by forming a resist underlayer film containing [A] polysiloxane and developing using a developer containing an organic solvent, it is possible to cope with the formation of various resist patterns. A resist pattern excellent in pattern shape, resolution, CDU, and pattern collapse resistance can be formed. Although it is not always clear why the said effect is exhibited by the said structure, for example, the pattern excellent by the strong interaction of [A] polysiloxane in the resist underlayer film formed, and the resist pattern formed on it, etc. are strong. The collapse resistance is exhibited and the pattern collapse resistance is improved, so that a wide depth of focus is exhibited, and the pattern shape, the CDU, and the resolution are considered to be improved.

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은The resist underlayer film forming composition

[B] 질소 함유 화합물[B] Nitrogen-Containing Compounds

을 더 함유할 수 있다.It may further contain.

레지스트 패턴의 아래에 형성되는 레지스트 하층막이 [B] 질소 함유 화합물을 포함함으로써 레지스트 하층막 중의 가교 반응이 촉진된다고 생각되며, 산소 애싱(ashing) 내성을 향상시킬 수 있다.It is thought that the crosslinking reaction in a resist underlayer film is accelerated | stimulated because the resist underlayer film formed under a resist pattern contains a nitrogen-containing compound [B], and oxygen ashing resistance can be improved.

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은The resist underlayer film forming composition

[C] 감방사선성 산 발생체(이하, 「[C] 산 발생체」라고도 함)[C] radiation-sensitive acid generators (hereinafter also referred to as "C acid generators")

를 더 함유할 수 있다.It may further contain.

유기 용매 현상에 의한 패턴 형성에서 레지스트 하층막이 [C] 산 발생체를 더 포함함으로써, 레지스트 하층막 위에 형성되는 레지스트 패턴에 포함되는 중합체 중의 산 해리성기의 산 해리 반응이 촉진된다고 생각되며, 해상성, 패턴 붕괴 내성 등이 보다 양호해진다.It is thought that the acid dissociation reaction of the acid dissociable group in the polymer included in the resist pattern formed on the resist underlayer film is promoted by further including the [C] acid generator in the pattern formation by the organic solvent development. , Pattern collapse resistance and the like become better.

[a1] 중합체는 하기 화학식 1로 표시되는 구조 단위 (I)을 갖는 중합체인 것이 바람직하다.[a1] It is preferable that a polymer is a polymer which has a structural unit (I) represented by following General formula (1).

Figure pct00001
Figure pct00001

(화학식 1 중, R은 수소 원자 또는 메틸기이고, RP1, RP2 및 RP3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기이되, 단 Rp2 및 Rp3은 서로 결합하여, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 탄소수 4 내지 20의 2가의 지환식 탄화수소기를 형성할 수도 있음)(In Formula 1, R is a hydrogen atom or a methyl group, R P1 , R P2 and R P3 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, provided that R p2 and R p3 are bonded to each other, May form together with a carbon atom a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms)

상기 감방사선성 수지 조성물에서의 [a1] 중합체가 상기 특정한 구조 단위를 가짐으로써, 형성되는 레지스트 패턴은 카르복실기를 갖기 때문에, 레지스트 하층막 중의 [A] 폴리실록산과의 상호 작용이 보다 강해진다고 생각된다. 그 결과, 형성되는 레지스트 패턴의 상기 다양한 특성이 더욱 향상된다.When the [a1] polymer in the said radiation sensitive resin composition has the said specific structural unit, since the resist pattern formed has a carboxyl group, it is thought that interaction with [A] polysiloxane in a resist underlayer film becomes stronger. As a result, the various characteristics of the resist pattern to be formed are further improved.

상기 감방사선성 수지 조성물은The radiation-sensitive resin composition

[a2] 하기 화학식 (3-1)로 표시되는 구조 단위 및 하기 화학식 (3-2)로 표시되는 구조 단위로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 구조 단위 (III)을 갖는 중합체(이하, 「[a2] 중합체」라고도 함)[a2] A polymer having at least one structural unit (III) selected from the group consisting of a structural unit represented by the following general formula (3-1) and a structural unit represented by the following general formula (3-2) (hereinafter " "a2" polymer ")

를 더 함유하는 것이 바람직하다.It is preferable to contain more.

Figure pct00002
Figure pct00002

(화학식 (3-1) 중, R1은 수소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이고, R2는 불소 원자를 갖는 탄소수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 또는 불소 원자를 갖는 탄소수 4 내지 20의 1가의 지환식 탄화수소기이되, 단 상기 알킬기 및 지환식 탄화수소기의 수소 원자의 일부 또는 전부는 치환되어 있을 수도 있음)(In formula (3-1), R <1> is a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, R <2> is a C1-C6 linear or branched alkyl group which has a fluorine atom, or C4 which has a fluorine atom. To a monovalent alicyclic hydrocarbon group of 20, provided that some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group may be substituted)

Figure pct00003
Figure pct00003

(화학식 (3-2) 중, R3은 수소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이고, R4는 (m+1)가의 연결기이고, m은 1 내지 3의 정수이고, X는 불소 원자를 갖는 2가의 연결기이고, R5는 수소 원자 또는 1가의 유기기이되, 단 m이 2 또는 3인 경우, 복수개의 X 및 R5는 각각 동일하거나 상이할 수 있음)(In formula (3-2), R <3> is a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, R <4> is a (m + 1) valent coupling group, m is an integer of 1-3, and X has a fluorine atom. A divalent linking group and R 5 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, provided that when m is 2 or 3, a plurality of X and R 5 may be the same or different, respectively)

상기 감방사선성 수지 조성물이 불소 원자를 포함하는 상기 특정한 구조 단위를 갖는 [a2] 중합체를 함유함으로써, 이 [a2] 중합체가 레지스트막 형성시에 그의 표층에 편재되어, 액침 노광시에 레지스트막 중으로부터 액침액으로의 산 발생체 등의 용출을 억제하고, 레지스트막 표면의 소수성을 높여 보다 고속의 스캔이 가능해진다.By the radiation-sensitive resin composition containing the polymer [a2] having the specific structural unit containing a fluorine atom, the polymer [a2] is localized in its surface layer at the time of forming the resist film, and into the resist film at the time of immersion exposure. Elution of acid generators and the like into the immersion liquid is suppressed, and the hydrophobicity of the surface of the resist film is increased to enable faster scanning.

[a2] 중합체는 산 해리성기를 갖지 않는 중합체인 것이 바람직하다.The polymer [a2] is preferably a polymer having no acid dissociable group.

[a2] 중합체가 산 해리성기를 갖지 않음으로써, 상술한 액침 노광시의 산 발생체 등의 용출 억제 및 레지스트막 표면의 소수성을 더욱 높일 수 있다. 또한, 유기 용매 현상을 이용하는 상기 레지스트 패턴 형성 방법에서는, 산 해리성기를 갖지 않는 [a2] 중합체라 하더라도 용해 잔사 등에 의한 현상 결함의 발생 등은 억제된다.When the polymer (a2) does not have an acid dissociable group, the elution suppression of an acid generator or the like during the immersion exposure described above and the hydrophobicity of the resist film surface can be further improved. Moreover, in the said resist pattern formation method using organic solvent development, even if it is a [a2] polymer which does not have an acid dissociable group, generation | occurrence | production of the development defect by a dissolution residue etc. is suppressed.

[A] 폴리실록산은 하기 화학식 (i)로 표시되는 실란 화합물의 가수분해 축합물인 것이 바람직하다.The polysiloxane (A) is preferably a hydrolysis condensate of a silane compound represented by the following general formula (i).

Figure pct00004
Figure pct00004

(화학식 (i) 중, RA는 수소 원자, 불소 원자, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 시아노기이고, 상기 알킬기의 수소 원자의 일부 또는 전부는 글리시딜옥시기, 옥세타닐기, 산 무수물기 또는 시아노기로 치환되어 있을 수도 있고, 상기 아릴기의 수소 원자의 일부 또는 전부는 히드록실기로 치환되어 있을 수도 있고, X는 할로겐 원자 또는 -ORB이되, 단 RB는 1가의 유기기이고, a는 0 내지 3의 정수이되, 단 RA 및 X가 각각 복수개인 경우, 복수개의 RA 및 X는 각각 동일하거나 상이할 수 있음)(In Formula (i), R A is a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group, an aryl group or a cyano group, and part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are glycidyloxy groups and oxetas. May be substituted with a silyl group, an acid anhydride group or a cyano group, and some or all of the hydrogen atoms of the aryl group may be substituted with a hydroxyl group, X is a halogen atom or -OR B , provided that R B is Monovalent organic group, a being an integer of 0 to 3, provided that when R A and X are each plural, a plurality of R A and X may be the same or different.)

[A] 폴리실록산이 상기 특정한 실란 화합물의 가수분해 축합물이면, 형성되는 레지스트 하층막과, 그 위에 형성되는 레지스트 패턴과의 상호 작용을 높일 수 있으며, 그 결과 레지스트 패턴의 해상성, 패턴 붕괴 내성 등을 더욱 양호하게 할 수 있다.[A] If the polysiloxane is a hydrolyzed condensate of the specific silane compound, the interaction between the resist underlayer film formed and the resist pattern formed thereon can be enhanced, resulting in resolution of the resist pattern, resistance to pattern collapse, and the like. Can be made even better.

상기 레지스트 패턴 형성 방법은 트렌치 패턴 및 홀 패턴으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 패턴을 형성하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 상기 레지스트 패턴 형성 방법에 따르면 해상성 및 CDU가 우수한 패턴을 형성할 수 있기 때문에 콘택트 홀 패턴 등의 홀 패턴의 형성에 특히 바람직하고, 패턴 붕괴 내성이 우수한 패턴을 형성할 수 있기 때문에 라인 앤드 스페이스 패턴 등의 트렌치 패턴을 형성하는 데 특히 바람직하다.The resist pattern forming method preferably forms at least one pattern selected from the group consisting of trench patterns and hole patterns. As described above, according to the resist pattern forming method, since it is possible to form a pattern having excellent resolution and CDU, it is particularly preferable for forming hole patterns such as contact hole patterns, and can form patterns having excellent pattern collapse resistance. Therefore, it is especially preferable for forming trench patterns, such as a line and space pattern.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법에 따르면, 다양한 레지스트 패턴의 형성에 대응할 수 있으며, 초점 심도, 패턴 형상, 해상성, CDU 및 패턴 붕괴 내성이 우수한 레지스트 패턴을 형성할 수 있다.As described above, according to the resist pattern forming method of the present invention, it is possible to cope with the formation of various resist patterns, and to form a resist pattern having excellent depth of focus, pattern shape, resolution, CDU, and pattern collapse resistance.

<레지스트 패턴 형성 방법><Method of Forming Resist Pattern>

본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법은,The resist pattern forming method of the present invention,

(1) [A] 폴리실록산을 함유하는 레지스트 하층막 형성용 조성물을 기판 위에 도포하여 레지스트 하층막을 형성하는 공정(이하, 「(1) 공정」이라고도 함),(1) Process of forming the resist underlayer film by apply | coating the composition for resist underlayer film formation containing [A] polysiloxane on a board | substrate (henceforth "process (1)"),

(2) [a1] 산의 작용에 의해 극성이 변화되어 유기 용매에 대한 용해도가 감소하는 중합체를 함유하는 감방사선성 수지 조성물을 상기 레지스트 하층막 위에 도포하여 레지스트막을 형성하는 공정(이하, 「(2) 공정」이라고도 함),(2) A step of forming a resist film by applying a radiation-sensitive resin composition containing a polymer whose polarity is changed by the action of the [a1] acid and the solubility in an organic solvent is reduced on the resist underlayer film (hereinafter, “( 2) process "),

(3) 상기 레지스트막을 노광하는 공정(이하, 「(3) 공정」이라고도 함), 및(3) exposing the resist film (hereinafter also referred to as "(3) process"), and

(4) 상기 노광된 레지스트막을, 유기 용매를 함유하는 현상액을 사용하여 현상하는 공정(이하, 「(4) 공정」이라고도 함)을 갖는다. 이하, 각 공정을 상세히 설명한다.(4) It has the process (henceforth "(4) process") which develops the exposed resist film using the developing solution containing an organic solvent. Hereinafter, each process is explained in full detail.

[(1) 공정][(1) process]

(1) 공정에서는, [A] 폴리실록산을 함유하는 레지스트 하층막 형성용 조성물을 기판 위에 도포하여 레지스트 하층막을 형성한다. 이 레지스트 하층막 형성용 조성물에 대해서는 후술한다. 기판으로서는, 예를 들면 실리콘 웨이퍼, 알루미늄으로 피복된 웨이퍼 등의 종래 공지된 기판을 사용할 수 있다. 또한, 예를 들면 일본 특허 공고 (평)6-12452호 공보나 일본 특허 공개 (소)59-93448호 공보 등에 개시되어 있는 유기계의 반사 방지막을 기판 위에 형성할 수도 있다.In the step (1), the composition for forming a resist underlayer film containing [A] polysiloxane is applied onto a substrate to form a resist underlayer film. This resist underlayer film forming composition is mentioned later. As the substrate, a conventionally known substrate such as a silicon wafer or a wafer coated with aluminum can be used. Further, for example, an organic antireflection film disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-12452, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-93448, or the like may be formed on a substrate.

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물의 도포 방법으로서는, 예를 들면 회전 도포, 유연 도포, 롤 도포 등을 들 수 있다. 또한, 형성되는 레지스트막의 막 두께로서는 통상 0.01 ㎛ 내지 1 ㎛이고, 0.01 ㎛ 내지 0.5 ㎛가 바람직하다.As a coating method of the said composition for resist underlayer film forming, rotational coating, casting | flow_spread coating, roll coating, etc. are mentioned, for example. Moreover, as a film thickness of the resist film formed, it is 0.01 micrometer-1 micrometer normally, and 0.01 micrometer-0.5 micrometer are preferable.

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물을 도포한 후, 필요에 따라 프리 베이킹(PB)에 의해 도막 중의 용매를 휘발시킬 수도 있다. PB의 온도로서는, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물의 배합 조성에 따라 적절하게 선택되지만 통상 50 ℃ 내지 450 ℃ 정도이다. 또한, PB의 시간으로서는 통상 5초 내지 600초 정도이다.After apply | coating the said composition for resist underlayer film forming, you may volatilize the solvent in a coating film by prebaking (PB) as needed. As temperature of PB, although it selects suitably according to the compounding composition of the said composition for resist underlayer film forming, it is about 50 degreeC-about 450 degreeC normally. Moreover, as PB time, it is about 5 second-about 600 second normally.

[(2) 공정][(2) process]

(2) 공정에서는, (1) 공정에서 형성한 레지스트 하층막 위에, [a] 산의 작용에 의해 극성이 변화되어 유기 용매에 대한 용해도가 감소하는 중합체를 함유하는 감방사선성 수지 조성물을 도포하여 레지스트막을 형성한다. 이 감방사선성 수지 조성물에 대해서는 후술한다. 상기 감방사선성 수지 조성물의 도포 방법 및 도포막 두께로서는, (1) 공정의 레지스트 하층막 형성용 조성물에서의 것과 동일하다. 또한, 필요에 따라 행해지는 PB의 온도로서는, 상기 감방사선성 수지 조성물의 배합 조성에 따라 적절하게 선택되지만 통상 30 ℃ 내지 200 ℃ 정도이고, 50 ℃ 내지 150 ℃가 바람직하다. 또한, PB의 시간으로서는 통상 5초 내지 600초 정도이다.In the step (2), a radiation-sensitive resin composition containing a polymer whose polarity is changed by the action of the acid [a] and the solubility in an organic solvent is reduced is applied to the resist underlayer film formed in the step (1). A resist film is formed. This radiation sensitive resin composition is mentioned later. As a coating method and coating film thickness of the said radiation sensitive resin composition, it is the same as that in the composition for resist underlayer film formation of (1) process. Moreover, as temperature of PB performed as needed, although it selects suitably according to the compounding composition of the said radiation sensitive resin composition, it is 30 degreeC-about 200 degreeC normally, and 50 degreeC-150 degreeC is preferable. Moreover, as PB time, it is about 5 second-about 600 second normally.

또한, 환경 분위기 중에 포함되는 염기성 불순물 등의 영향을 방지하기 위해, 예를 들면 일본 특허 공개 (평)5-188598호 공보 등에 개시되어 있는 보호막을 상기 형성한 레지스트막 위에 설치할 수도 있다. 또한, 레지스트막으로부터의 산 발생체 등의 유출을 방지하기 위해, 예를 들면 일본 특허 공개 제2005-352384호 공보 등에 개시되어 있는 액침용 보호막을 레지스트막 위에 설치할 수도 있다. 또한, 이들 기술은 병용할 수 있다.Further, in order to prevent the influence of basic impurities and the like contained in the environmental atmosphere, for example, a protective film disclosed in JP-A-5-188598 or the like may be provided on the resist film formed above. Moreover, in order to prevent the outflow of an acid generator etc. from a resist film, the immersion protective film currently disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-352384 etc. can also be provided on a resist film. In addition, these techniques can be used together.

[(3) 공정][(3) process]

(3) 공정에서는, (2) 공정에서 형성한 레지스트막의 원하는 영역에 특정 패턴의 마스크 및 필요에 따라 액침액을 통해 노광을 행한다. 이 노광은 연속하여 복수개회 행할 수도 있으며, 예를 들면 원하는 영역에 마스크를 통해 제1 노광을 행하고, 이어서 제1 노광을 행한 노광부에 대하여 교차하도록 제2 노광을 행할 수도 있다. 예를 들면, 제1 노광부와 제2 노광부가 직교하면, 노광부로 둘러싸인 미노광부에서 원 형상의 콘택트 홀 패턴이 형성되기 쉬워진다. 또한, 노광시에 필요에 따라 사용되는 액침액으로서는 물이나 불소계 불활성 액체 등을 들 수 있다. 액침액은 노광 파장에 대하여 투명하고, 레지스트막 위에 투영되는 광학상의 왜곡을 최소한에 그치게 하도록 굴절률의 온도 계수가 가능한 한 작은 액체인 것이 바람직하지만, 특히 노광 광원이 ArF 엑시머 레이저광(파장 193 nm)인 경우, 상술한 관점 뿐만 아니라 입수 용이성, 취급 용이성과 같은 면에서 물을 사용하는 것이 바람직하다. 물을 사용하는 경우 물의 표면 장력을 감소시킴과 동시에, 계면 활성력을 증대시키는 첨가제를 근소한 비율로 첨가할 수도 있다. 이 첨가제로는 웨이퍼 위의 레지스트층을 용해시키지 않고, 렌즈 소자의 하면의 광학 코팅에 대한 영향을 무시할 수 있는 것이 바람직하다. 사용하는 물로서는 증류수가 바람직하다.In the step (3), exposure is performed to a desired region of the resist film formed in step (2) through a mask of a specific pattern and, if necessary, the immersion liquid. This exposure may be performed several times in succession, for example, a 1st exposure may be performed to a desired area | region through a mask, and then a 2nd exposure may be performed so that it may cross | intersect the exposure part which performed the 1st exposure. For example, when a 1st exposure part and a 2nd exposure part orthogonally cross, a circular contact hole pattern will become easy to form in the unexposed part enclosed by the exposure part. Moreover, water, a fluorine-type inert liquid, etc. are mentioned as an immersion liquid used as needed at the time of exposure. The immersion liquid is preferably a liquid which is transparent with respect to the exposure wavelength and whose temperature coefficient of refractive index is as small as possible so as to minimize the distortion of the optical image projected onto the resist film, but in particular the exposure light source is an ArF excimer laser light (wavelength 193 nm). In the case of, it is preferable to use water not only in view of the above, but also in terms of availability and handling. In the case of using water, an additive which reduces the surface tension of the water and increases the surface active force may be added in a small proportion. It is preferable that this additive can disregard the influence on the optical coating on the lower surface of the lens element without dissolving the resist layer on the wafer. As water to be used, distilled water is preferable.

노광에 사용되는 방사선으로서는, 예를 들면 자외선, 원자외선, X선, γ선 등의 전자파; 전자선, α선 등의 하전 입자선 등을 들 수 있다. 이들 중에서 원자외선이 바람직하고, ArF 엑시머 레이저광, KrF 엑시머 레이저광(파장 248 nm)이 보다 바람직하고, ArF 엑시머 레이저광이 더욱 바람직하다. 노광량 등의 노광 조건은, 상기 감방사선성 수지 조성물의 배합 조성이나 상기 첨가제의 종류 등에 따라 적절하게 선택된다. 상기 레지스트 패턴 형성 방법은 노광 공정을 복수개회 갖는 경우, 복수개회의 노광은 동일한 광원을 사용할 수도 있고 상이한 광원을 사용할 수도 있지만, 1회째의 노광에는 ArF 엑시머 레이저광을 사용하는 것이 바람직하다.As radiation used for exposure, For example, electromagnetic waves, such as an ultraviolet-ray, far ultraviolet rays, X-rays, (gamma) rays; Charged particle beams, such as an electron beam and an alpha ray, etc. are mentioned. Among these, far ultraviolet rays are preferable, ArF excimer laser light and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) are more preferable, and ArF excimer laser light is more preferable. Exposure conditions, such as an exposure amount, are suitably selected according to the compounding composition of the said radiation sensitive resin composition, the kind of said additive, etc. When the resist pattern forming method has a plurality of exposure steps, the plurality of exposures may use the same light source or different light sources, but it is preferable to use ArF excimer laser light for the first exposure.

또한, 노광 후에 노광 후 베이킹(PEB)을 행하는 것이 바람직하다. PEB를 행함으로써, 상기 감방사선성 수지 조성물 중의 중합체의 산 해리성기의 해리 반응 등을 원활하게 진행시킬 수 있다. PEB의 온도로서는 통상 30 ℃ 내지 200 ℃이고, 50 ℃ 내지 170 ℃가 바람직하다. 또한, PEB의 시간으로서는 통상 5초 내지 600초이다.Moreover, it is preferable to perform post-exposure baking (PEB) after exposure. By performing PEB, dissociation reaction of the acid dissociable group of the polymer in the said radiation sensitive resin composition can be advanced smoothly. As temperature of PEB, it is 30 degreeC-200 degreeC normally, and 50 degreeC-170 degreeC is preferable. Moreover, as PEB time, it is 5 to 600 second normally.

[(4) 공정][(4) process]

(4) 공정에서는, (3) 공정의 노광 후에 유기 용매를 함유하는 현상액을 사용하여 현상을 행함으로써 패턴을 형성한다. 상기 레지스트 패턴 형성 방법에서는 현상액으로서 유기 용매를 함유하는 현상액을 사용하여, 미노광부 및 저노광부를 선택적으로 용해ㆍ제거한다. 현상액으로서는 유기 용매를 주성분으로 하는 현상액이 바람직하다. 현상액 중의 유기 용매의 함유율로서는 60 질량% 이상이 바람직하고, 70 질량% 이상이 보다 바람직하고, 80 질량% 이상이 더욱 바람직하고, 90 질량% 이상이 특히 바람직하다. 현상액에 함유되는 유기 용매로서는, 알코올계 용매, 에테르계 용매, 케톤계 유기 용매, 아미드계 용매, 에스테르계 유기 용매 및 탄화수소계 용매로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 용매인 것이 바람직하다.In the step (4), the pattern is formed by performing development using a developer containing an organic solvent after the exposure of the step (3). In the resist pattern forming method, the unexposed portion and the low exposed portion are selectively dissolved and removed using a developer containing an organic solvent as the developer. As a developing solution, the developing solution which has an organic solvent as a main component is preferable. As content rate of the organic solvent in a developing solution, 60 mass% or more is preferable, 70 mass% or more is more preferable, 80 mass% or more is more preferable, 90 mass% or more is especially preferable. The organic solvent contained in the developer is preferably at least one solvent selected from the group consisting of alcohol solvents, ether solvents, ketone organic solvents, amide solvents, ester organic solvents and hydrocarbon solvents.

알코올계 용매로서는, 예를 들면As an alcoholic solvent, for example

메탄올, 에탄올, n-프로판올, iso-프로판올, n-부탄올, iso-부탄올, sec-부탄올, t-부탄올, n-펜탄올, iso-펜탄올, 2-메틸부탄올, sec-펜탄올, t-펜탄올, 3-메톡시부탄올, n-헥산올, 2-메틸펜탄올, sec-헥산올, 2-에틸부탄올, sec-헵탄올, 3-헵탄올, n-옥탄올, 2-에틸헥산올, sec-옥탄올, n-노닐알코올, 2,6-디메틸-4-헵탄올, n-데칸올, sec-운데실알코올, 트리메틸노닐알코올, sec-테트라데실알코올, sec-헵타데실알코올, 푸르푸릴알코올, 페놀, 시클로헥산올, 메틸시클로헥산올, 3,3,5-트리메틸시클로헥산올, 벤질알코올, 디아세톤알코올 등의 모노알코올계 용매;Methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, sec-butanol, t-butanol, n-pentanol, iso-pentanol, 2-methylbutanol, sec-pentanol, t- Pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, 3-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol , sec-octanol, n-nonyl alcohol, 2,6-dimethyl-4-heptanol, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec- tetradecyl alcohol, sec-heptadecyl alcohol, green Monoalcohol solvents such as furyl alcohol, phenol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol, benzyl alcohol and diacetone alcohol;

에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 2,4-펜탄디올, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 2,5-헥산디올, 2,4-헵탄디올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 트리프로필렌글리콜 등의 다가 알코올계 용매;Propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,4-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,5-hexanediol, 2,4- Polyhydric alcohol solvents such as 2-ethyl-1,3-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol and tripropylene glycol;

에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노헥실에테르, 에틸렌글리콜모노페닐에테르, 에틸렌글리콜모노-2-에틸부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노프로필에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노헥실에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노프로필에테르 등의 다가 알코올 부분 에테르계 용매 등을 들 수 있다.Ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylbutyl ether, diethylene glycol mono Methyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene Polyhydric alcohol partial ether solvents such as glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, and the like.

에테르계 용매로서는, 예를 들면As an ether solvent, for example

디에틸에테르, 에틸프로필에테르, 디프로필에테르, 디부틸에테르, 디이소프로필에테르 등의 디지방족 에테르계 용매;Dialiphatic ether solvents such as diethyl ether, ethyl propyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether and diisopropyl ether;

아니솔, 페닐에틸에테르, 페닐프로필에테르, 톨릴메틸에테르, 톨릴에틸에테르, 디페닐에테르, 디톨릴에테르 등의 방향족 함유 에테르계 용매;Aromatic-containing ether solvents such as anisole, phenyl ethyl ether, phenyl propyl ether, tolyl methyl ether, tolyl ethyl ether, diphenyl ether, and tolyl ether;

테트라히드로푸란, 테트라히드로피란, 메틸테트라히드로푸란 등의 환상 에테르계 용매 등을 들 수 있다.Cyclic ether solvents, such as tetrahydrofuran, tetrahydropyran, and methyl tetrahydrofuran, etc. are mentioned.

케톤계 용매로서는, 예를 들면As the ketone solvent, for example

아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸-n-프로필케톤, 메틸-n-부틸케톤, 디에틸케톤, 메틸-iso-부틸케톤, 메틸-n-펜틸케톤, 에틸-n-부틸케톤, 메틸-n-헥실케톤, 디-iso-부틸케톤, 트리메틸노나논 등의 쇄상 케톤계 용매;Acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-iso-butyl ketone, methyl-n-pentyl ketone, ethyl-n-butyl ketone, methyl-n-hexyl Linear ketone solvents such as ketone, di-iso-butyl ketone and trimethyl nonnanon;

시클로펜타논, 시클로헥사논, 시클로헵타논, 시클로옥타논, 메틸시클로헥사논 등의 환상 케톤계 용매;Cyclic ketone solvents such as cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, cyclooctanone and methylcyclohexanone;

2,4-펜탄디온, 아세토닐아세톤 등의 디케톤계 용매;Diketone solvents such as 2,4-pentanedione and acetonyl acetone;

디아세톤알코올 등의 히드록실기 함유 케톤계 용매;Hydroxyl group-containing ketone solvents such as diacetone alcohol;

아세토페논, 페닐에틸케톤 등의 방향족 케톤계 용매 등을 들 수 있다.Aromatic ketone solvents, such as acetophenone and phenyl ethyl ketone, etc. are mentioned.

아미드계 용매로서는, 예를 들면As the amide solvent, for example

N,N'-디메틸이미다졸리디논, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드, 아세트아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸프로피온아미드, N-메틸피롤리돈 등을 들 수 있다.N, N'-dimethylimidazolidinone, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide , N-methylpropionamide, N-methylpyrrolidone and the like.

에스테르계 용매로서는, 예를 들면As an ester solvent, for example

아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산 n-프로필, 아세트산 iso-프로필, 아세트산 n-부틸, 아세트산 iso-부틸, 아세트산 sec-부틸, 아세트산 n-펜틸, 아세트산 sec-펜틸, 아세트산 3-메톡시부틸, 아세트산메틸펜틸, 아세트산 2-에틸부틸, 아세트산 2-에틸헥실, 아세트산벤질, 아세트산시클로헥실, 아세트산메틸시클로헥실, 아세트산 n-노닐, 디아세트산글리콜, 아세트산메톡시트리글리콜, 아세토아세트산메틸, 아세토아세트산에틸, 프로피온산에틸, 프로피온산 n-부틸, 프로피온산 iso-아밀, 옥살산디에틸, 옥살산디-n-부틸, 락트산메틸, 락트산에틸, 락트산 n-부틸, 락트산 n-아밀, 말론산디에틸, 프탈산디메틸, 프탈산디에틸 등의 카르복실산에스테르계 용매;Methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, iso-propyl acetate, n-butyl acetate, iso-butyl acetate, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methyl acetate Pentyl, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methylcyclohexyl acetate, n-nonyl acetate, glycol diacetate, methoxytriglycol acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, propionic acid Ethyl, n-butyl propionate, iso-amyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate, n-butyl lactate, n-amyl lactate, diethyl malonate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, etc. Carboxylic acid ester solvents;

에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노-n-부틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 다가 알코올모노알킬에테르아세테이트계 용매;Ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol Polyhydric alcohol monoalkyl ether acetate solvents such as monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate and dipropylene glycol monoethyl ether acetate;

디에틸카르보네이트, 프로필렌카르보네이트 등의 카르보네이트계 용매;Carbonate solvents such as diethyl carbonate and propylene carbonate;

γ-부티로락톤, γ-발레로락톤 등의 락톤계 용매 등을 들 수 있다.Lactone solvents, such as (gamma) -butyrolactone and (gamma) -valerolactone, etc. are mentioned.

탄화수소계 용매로서는, 예를 들면As a hydrocarbon solvent, for example

n-펜탄, iso-펜탄, n-헥산, iso-헥산, n-헵탄, iso-헵탄, 2,2,4-트리메틸펜탄, n-옥탄, iso-옥탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산 등의 지방족 탄화수소계 용매;aliphatic such as n-pentane, iso-pentane, n-hexane, iso-hexane, n-heptane, iso-heptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, iso-octane, cyclohexane, methylcyclohexane Hydrocarbon solvents;

벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌, 에틸벤젠, 트리메틸벤젠, 메틸에틸벤젠, n-프로필벤젠, iso-프로필벤젠, 디에틸벤젠, iso-부틸벤젠, 트리에틸벤젠, 디-iso-프로필벤젠, n-아밀나프탈렌 등의 방향족 탄화수소계 용매;Benzene, toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propylbenzene, iso-propylbenzene, diethylbenzene, iso-butylbenzene, triethylbenzene, di-iso-propylbenzene, n Aromatic hydrocarbon solvents such as amyl naphthalene;

디클로로메탄, 클로로포름, 프레온, 클로로벤젠, 디클로로벤젠 등의 할로겐 함유계 용매 등을 들 수 있다.And halogen-containing solvents such as dichloromethane, chloroform, freon, chlorobenzene, and dichlorobenzene.

이들 중에서 알코올계 용매, 에테르계 용매, 케톤계 용매, 에스테르계 용매가 바람직하고, 에테르계 용매, 케톤계 용매, 에스테르계 용매가 보다 바람직하고, 방향족 함유 에테르계 용매, 쇄상 케톤계 용매, 카르복실산에스테르계 용매가 더욱 바람직하고, 아세트산 n-부틸, 아세트산이소프로필, 아세트산 n-부틸, 아세트산아밀, 메틸-n-펜틸케톤, 아니솔이 특히 바람직하다. 이들 유기 용매는 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.Among these, alcohol solvents, ether solvents, ketone solvents and ester solvents are preferable, ether solvents, ketone solvents and ester solvents are more preferable, and aromatic-containing ether solvents, linear ketone solvents, and carboxyl. Acid ester solvents are more preferable, and n-butyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, amyl acetate, methyl-n-pentyl ketone and anisole are particularly preferable. These organic solvents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

현상액에는, 필요에 따라 계면활성제를 적당량 첨가할 수 있다. 계면활성제로서는, 예를 들면 이온성이나 비이온성의 불소계 계면활성제 및/또는 실리콘계 계면활성제 등을 사용할 수 있다. A suitable amount of surfactant can be added to a developing solution as needed. As the surfactant, for example, an ionic or nonionic fluorine-based surfactant and / or a silicone-based surfactant can be used.

현상 방법으로서는, 예를 들면 현상액이 채워진 조(槽) 중에 기판을 일정 시간 동안 침지하는 방법(침지법), 기판 표면에 현상액을 표면 장력에 의해 돋우어 일정 시간 동안 정지(靜止)시킴으로써 현상하는 방법(퍼들법), 기판 표면에 현상액을 분무하는 방법(스프레이법), 일정 속도로 회전하고 있는 기판 위에 일정 속도로 현상액 도출(塗出) 노즐을 스캔하면서 현상액을 계속 도출시키는 방법(다이나믹 디스펜스(dynamic dispense)법) 등을 들 수 있다.As a developing method, for example, a method of immersing a substrate in a bath filled with a developing solution for a predetermined time (immersion method), a method of developing by raising a developing solution on the surface of the substrate by surface tension and stopping for a predetermined time ( Puddle method), a method of spraying a developer onto a substrate surface (spray method), and a method of continuously extracting a developer while scanning a nozzle of a developer at a constant speed on a substrate rotating at a constant speed (dynamic dispense ) Method).

또한, 상기 레지스트 패턴 형성 방법에서는, (4) 공정의 현상 후에 레지스트막을 린스액에 의해 세정할 수도 있다. 린스액으로서는, 알칸계 용매, 케톤계 용매, 에스테르계 용매, 알코올계 용매, 아미드계 용매 등이 바람직하다. 이들 중에서 알코올계 용매, 에스테르계 용매가 바람직하고, 탄소수 6 내지 8의 1가의 알코올계 용매가 보다 바람직하다. 탄소수 6 내지 8의 1가의 알코올로서는 직쇄상, 분지상 또는 환상의 1가의 알코올을 들 수 있으며, 예를 들면 1-헥산올, 1-헵탄올, 1-옥탄올, 4-메틸-2-펜탄올, 2-헥산올, 2-헵탄올, 2-옥탄올, 3-헥산올, 3-헵탄올, 3-옥탄올, 4-옥탄올, 벤질알코올 등을 들 수 있다. 이들 중에서 1-헥산올, 2-헥산올, 2-헵탄올, 4-메틸-2-펜탄올이 바람직하고, 4-메틸-2-펜탄올이 보다 바람직하다.In the resist pattern forming method, the resist film may be washed with a rinse liquid after the development of step (4). As a rinse liquid, an alkane solvent, a ketone solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, an amide solvent, etc. are preferable. Among these, an alcohol solvent and an ester solvent are preferable, and a C6-C8 monovalent alcohol solvent is more preferable. Examples of the monohydric alcohol having 6 to 8 carbon atoms include linear, branched or cyclic monovalent alcohols. Examples thereof include 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, and 4-methyl-2-pentane. All, 2-hexanol, 2-heptanol, 2-octanol, 3-hexanol, 3-heptanol, 3-octanol, 4-octanol, benzyl alcohol, etc. are mentioned. Among these, 1-hexanol, 2-hexanol, 2-heptanol, 4-methyl-2-pentanol is preferable, and 4-methyl-2-pentanol is more preferable.

상기 린스액의 각 성분은 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다. 린스액 중의 함수율은 10 질량% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 질량% 이하, 특히 바람직하게는 3 질량% 이하이다. 함수율을 10 질량% 이하로 함으로써, 양호한 현상 특성을 얻을 수 있다. 또한, 린스액에는 후술하는 계면활성제를 첨가할 수도 있다.Each component of the said rinse liquid may be used independently and may use 2 or more types together. 10 mass% or less is preferable, as for the water content in a rinse liquid, More preferably, it is 5 mass% or less, Especially preferably, it is 3 mass% or less. By setting the water content to 10% by mass or less, good development characteristics can be obtained. Moreover, surfactant mentioned later can also be added to the rinse liquid.

세정 처리의 방법으로서는, 예를 들면 일정 속도로 회전하고 있는 기판 위에 린스액을 계속 도출시키는 방법(회전 도포법), 린스액이 채워진 조 중에 기판을 일정 시간 동안 침지하는 방법(침지법), 기판 표면에 린스액을 분무하는 방법(스프레이법) 등을 들 수 있다.Examples of the cleaning treatment include a method of continuously drawing a rinse liquid on a substrate rotating at a constant speed (rotary coating method), a method of immersing the substrate in a bath filled with the rinse liquid for a predetermined time (immersion method), a substrate The method (spray method) which sprays a rinse liquid on the surface, etc. are mentioned.

<레지스트 하층막 형성용 조성물><Composition for forming a resist underlayer film>

본 발명에 사용되는 레지스트 하층막 형성용 조성물은 [A] 폴리실록산을 함유한다. 또한, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 [B] 질소 함유 화합물, [C] 산 발생체, [D] 용매를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 기타 임의 성분을 함유할 수도 있다. 이하, 각 성분에 대하여 설명한다.The composition for forming a resist underlayer film used in the present invention contains [A] polysiloxane. Moreover, it is preferable that the said composition for resist underlayer film formation contains [B] nitrogen containing compound, [C] acid generator, and [D] solvent. Moreover, you may contain other arbitrary components in the range which does not impair the effect of this invention. Hereinafter, each component is demonstrated.

[[A] 폴리실록산][[A] polysiloxane]

[A] 폴리실록산은 실록산 결합을 갖는 중합체인 한 특별히 한정되지 않지만, 상기 화학식 (i)로 표시되는 실란 화합물의 가수분해 축합물이 바람직하다. [A] 폴리실록산의 합성에 사용되는 실란 화합물은 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.The polysiloxane [A] is not particularly limited as long as it is a polymer having a siloxane bond, but a hydrolyzed condensate of the silane compound represented by the general formula (i) is preferable. The silane compound used for the synthesis | combination of [A] polysiloxane may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

상기 화학식 (i) 중, RA는 수소 원자, 불소 원자, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 시아노기이다. 상기 알킬기의 수소 원자의 일부 또는 전부는, 글리시딜옥시기, 옥세타닐기, 산 무수물기 또는 시아노기로 치환되어 있을 수도 있다. 상기 아릴기의 수소 원자의 일부 또는 전부는 히드록실기로 치환되어 있을 수도 있다. X는 할로겐 원자 또는 -ORB이다. 단, RB는 1가의 유기기이다. a는 0 내지 3의 정수이다. RA 및 X가 각각 복수개인 경우, 복수개의 RA 및 X는 각각 동일하거나 상이할 수 있다.In said general formula (i), R <A> is a hydrogen atom, a fluorine atom, a C1-C5 alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, or a cyano group. Some or all of the hydrogen atoms of the said alkyl group may be substituted by the glycidyloxy group, the oxetanyl group, the acid anhydride group, or the cyano group. Some or all of the hydrogen atoms of the aryl group may be substituted with a hydroxyl group. X is a halogen atom or -OR B. However, R B is a monovalent organic group. a is an integer of 0-3. R A, and when X is plural, each individual, a plurality of R A and X may be the same or different, respectively.

상기 RA로 표시되는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로서는, 예를 들면The alkyl group having 1 to 5 carbon atoms represented by the R A, e.g.

메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기, n-펜틸기 등의 직쇄상의 알킬기;Linear alkyl groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group and n-pentyl group;

이소프로필기, 이소부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, 이소아밀기 등의 분지쇄상의 알킬기 등을 들 수 있다.And branched alkyl groups such as isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group and isoamyl group.

상기 RA로 표시되는 알케닐기로서는, 예를 들면 알켄 화합물로부터 수소 원자를 1개 제거한 기 등을 들 수 있으며, 에테닐기, 1-프로펜-1-일기, 1-프로펜-2-일기, 1-프로펜-3-일기, 1-부텐-1-일기, 1-부텐-2-일기, 1-부텐-3-일기, 1-부텐-4-일기, 2-부텐-1-일기, 2-부텐-2-일기, 1-펜텐-5-일기, 2-펜텐-1-일기, 2-펜텐-2-일기, 1-헥센-6-일기, 2-헥센-1-일기, 2-헥센-2-일기 등을 들 수 있다. 이들 중에서 하기 화학식 (i-1)로 표시되는 기가 바람직하다.As the alkenyl group represented by the above R A, for example, and the like groups one removing a hydrogen atom from an alkene compound, ethenyl group, 1-propene-1-yl group, 1-propene-2-yl group, 1-propen-3-yl group, 1-buten-1-yl group, 1-buten-2-yl group, 1-buten-3-yl group, 1-buten-4-yl group, 2-buten-1-yl group, 2 -Buten-2-yl group, 1-pentene-5-yl group, 2-penten-1-yl group, 2-penten-2-yl group, 1-hexene-6-yl group, 2-hexen-1-yl group, 2-hexene -2-yl group etc. are mentioned. Of these, groups represented by the following general formula (i-1) are preferable.

Figure pct00005
Figure pct00005

(상기 화학식 (i-1) 중, n은 0 내지 4의 정수이고, *는 결합 부위를 나타냄)(In Formula (i-1), n is an integer of 0 to 4, and * represents a binding site.)

상기 n으로서는 0 또는 1이 바람직하고, 0(이 경우, RA는 비닐기임)이 더욱 바람직하다.As said n, 0 or 1 is preferable and 0 (in this case, R A is a vinyl group) is more preferable.

RA로 표시되는 아릴기로서는, 예를 들면 페닐기, 나프틸기, 메틸페닐기, 에틸페닐기, 클로로페닐기, 브로모페닐기, 플루오로페닐기 등을 들 수 있다.The aryl group represented by R A, for example, a phenyl group, a naphthyl group, methylphenyl group, ethyl phenyl group, chlorophenyl group, bromophenyl group, a phenyl group, such as fluoro.

상기 알킬기를 치환할 수도 있는 산 무수물기로서는, 예를 들면 무수 숙신산기, 무수 말레산기, 무수 글루타르산기 등을 들 수 있다.As an acid anhydride group which may substitute the said alkyl group, a succinic anhydride group, a maleic anhydride group, a glutaric anhydride group etc. are mentioned, for example.

상기 글리시딜옥시기로 치환된 알킬기로서는, 예를 들면 2-글리시딜옥시에틸기, 3-글리시딜옥시프로필기, 4-글리시딜옥시부틸기 등을 들 수 있다. 이들 중에서 3-글리시딜옥시프로필기가 보다 바람직하다.As an alkyl group substituted by the said glycidyloxy group, 2-glycidyl oxyethyl group, 3-glycidyl oxypropyl group, 4-glycidyl oxybutyl group, etc. are mentioned, for example. Among these, 3-glycidyloxypropyl group is more preferable.

상기 옥세타닐기로 치환된 알킬기로서는, 예를 들면 3-에틸-3-옥세타닐프로필기, 3-메틸-3-옥세타닐프로필기, 3-에틸-2-옥세타닐프로필기, 2-옥세타닐에틸기 등을 들 수 있다. 이들 중에서 3-에틸-3-옥세타닐프로필기가 바람직하다.Examples of the alkyl group substituted with the oxetanyl group include 3-ethyl-3-oxetanylpropyl group, 3-methyl-3-oxetanylpropyl group, 3-ethyl-2-oxetanylpropyl group, 2 -An oxetanyl ethyl group, etc. are mentioned. Among these, 3-ethyl-3-oxetanylpropyl group is preferable.

상기 산 무수물기로 치환된 알킬기로서는, 예를 들면 2-무수 숙신산기 치환 에틸기, 3-무수 숙신산기 치환 프로필기, 4-무수 숙신산기 치환 부틸기 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 3-무수 숙신산기 치환 프로필기가 보다 바람직하다.As an alkyl group substituted by the said acid anhydride group, 2-anhydrous succinic-acid group substituted ethyl group, 3-anhydrous succinic-acid group substituted propyl group, 4-anhydrous succinic-acid group substituted butyl group, etc. are mentioned, for example. Among these, the 3-anhydride succinic acid group substituted propyl group is more preferable.

상기 시아노기로 치환된 알킬기로서는, 예를 들면 2-시아노에틸기, 3-시아노프로필기, 4-시아노부틸기 등을 들 수 있다.As an alkyl group substituted by the said cyano group, 2-cyanoethyl group, 3-cyanopropyl group, 4-cyanobutyl group, etc. are mentioned, for example.

상기 히드록실기로 치환된 아릴기로서는, 예를 들면 4-히드록시페닐기, 4-히드록시-2-메틸페닐기, 4-히드록시나프틸기 등을 들 수 있다. 이들 중에서 4-히드록시페닐기가 보다 바람직하다.As an aryl group substituted by the said hydroxyl group, 4-hydroxyphenyl group, 4-hydroxy-2-methylphenyl group, 4-hydroxy naphthyl group, etc. are mentioned, for example. Among these, 4-hydroxyphenyl group is more preferable.

상기 X로 표시되는 할로겐 원자로서는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 들 수 있다.As a halogen atom represented by said X, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc. are mentioned.

상기 RB에서의 1가의 유기기로서는, 예를 들면 알킬기, 알킬카르보닐기 등을 들 수 있다. 상기 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, t-부틸기가 바람직하다. 또한, 상기 알킬카르보닐기로서는, 메틸카르보닐기, 에틸카르보닐기가 바람직하다.As the monovalent organic group in the above R B, for example, an alkyl group, an alkylcarbonyl group and the like. As said alkyl group, a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group is preferable. Moreover, as said alkylcarbonyl group, a methylcarbonyl group and an ethylcarbonyl group are preferable.

상기 a로서는 0 내지 2의 정수가 바람직하고, 1 또는 2가 보다 바람직하다.As said a, the integer of 0-2 is preferable, and 1 or 2 is more preferable.

상기 화학식 (i)로 표시되는 실란 화합물의 구체예로서는, 예를 들면As a specific example of the silane compound represented by the said general formula (i), it will be, for example

페닐트리메톡시실란, 벤질트리메톡시실란, 페네틸트리메톡시실란, 4-메틸페닐트리메톡시실란, 4-에틸페닐트리메톡시실란, 4-메톡시페닐트리메톡시실란, 4-페녹시페닐트리메톡시실란, 4-히드록시페닐트리메톡시실란, 4-아미노페닐트리메톡시실란, 4-디메틸아미노페닐트리메톡시실란, 4-아세틸아미노페닐트리메톡시실란, 3-메틸페닐트리메톡시실란, 3-에틸페닐트리메톡시실란, 3-메톡시페닐트리메톡시실란, 3-페녹시페닐트리메톡시실란, 3-히드록시페닐트리메톡시실란, 3-아미노페닐트리메톡시실란, 3-디메틸아미노페닐트리메톡시실란, 3-아세틸아미노페닐트리메톡시실란, 2-메틸페닐트리메톡시실란, 2-에틸페닐트리메톡시실란, 2-메톡시페닐트리메톡시실란, 2-페녹시페닐트리메톡시실란, 2-히드록시페닐트리메톡시실란, 2-아미노페닐트리메톡시실란, 2-디메틸아미노페닐트리메톡시실란, 2-아세틸아미노페닐트리메톡시실란, 2,4,6-트리메틸페닐트리메톡시실란, 4-메틸벤질트리메톡시실란, 4-에틸벤질트리메톡시실란, 4-메톡시벤질트리메톡시실란, 4-페녹시벤질트리메톡시실란, 4-히드록시벤질트리메톡시실란, 4-아미노벤질트리메톡시실란, 4-디메틸아미노벤질트리메톡시실란, 4-아세틸아미노벤질트리메톡시실란 등의 방향환 함유 트리알콕시실란;Phenyltrimethoxysilane, benzyltrimethoxysilane, phenethyltrimethoxysilane, 4-methylphenyltrimethoxysilane, 4-ethylphenyltrimethoxysilane, 4-methoxyphenyltrimethoxysilane, 4-phenoxyphenyl Trimethoxysilane, 4-hydroxyphenyltrimethoxysilane, 4-aminophenyltrimethoxysilane, 4-dimethylaminophenyltrimethoxysilane, 4-acetylaminophenyltrimethoxysilane, 3-methylphenyltrimethoxy Silane, 3-ethylphenyltrimethoxysilane, 3-methoxyphenyltrimethoxysilane, 3-phenoxyphenyltrimethoxysilane, 3-hydroxyphenyltrimethoxysilane, 3-aminophenyltrimethoxysilane, 3-dimethylaminophenyltrimethoxysilane, 3-acetylaminophenyltrimethoxysilane, 2-methylphenyltrimethoxysilane, 2-ethylphenyltrimethoxysilane, 2-methoxyphenyltrimethoxysilane, 2-phenoxy Cyphenyltrimethoxysilane, 2-hydroxyphenyltrimethoxysilane, 2-aminophenyltrimethoxysilane, 2- Methylaminophenyltrimethoxysilane, 2-acetylaminophenyltrimethoxysilane, 2,4,6-trimethylphenyltrimethoxysilane, 4-methylbenzyltrimethoxysilane, 4-ethylbenzyltrimethoxysilane, 4 -Methoxybenzyltrimethoxysilane, 4-phenoxybenzyltrimethoxysilane, 4-hydroxybenzyltrimethoxysilane, 4-aminobenzyltrimethoxysilane, 4-dimethylaminobenzyltrimethoxysilane, 4- Aromatic ring-containing trialkoxysilanes such as acetylaminobenzyltrimethoxysilane;

메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리-n-프로폭시실란, 메틸트리-iso-프로폭시실란, 메틸트리-n-부톡시실란, 메틸트리-sec-부톡시실란, 메틸트리-t-부톡시실란, 메틸트리페녹시실란, 메틸트리아세톡시실란, 메틸트리클로로실란, 메틸트리이소프로페녹시실란, 메틸트리스(디메틸실록시)실란, 메틸트리스(메톡시에톡시)실란, 메틸트리스(메틸에틸케톡심)실란, 메틸트리스(트리메틸실록시)실란, 메틸실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 에틸트리-n-프로폭시실란, 에틸트리-iso-프로폭시실란, 에틸트리-n-부톡시실란, 에틸트리-sec-부톡시실란, 에틸트리-t-부톡시실란, 에틸트리페녹시실란, 에틸비스트리스(트리메틸실록시)실란, 에틸디클로로실란, 에틸트리아세톡시실란, 에틸트리클로로실란, n-프로필트리메톡시실란, n-프로필트리에톡시실란, n-프로필트리-n-프로폭시실란, n-프로필트리-iso-프로폭시실란, n-프로필트리-n-부톡시실란, n-프로필트리-sec-부톡시실란, n-프로필트리-t-부톡시실란, n-프로필트리페녹시실란, n-프로필트리아세톡시실란, n-프로필트리클로로실란, iso-프로필트리메톡시실란, iso-프로필트리에톡시실란, iso-프로필트리-n-프로폭시실란, iso-프로필트리-iso-프로폭시실란, iso-프로필트리-n-부톡시실란, iso-프로필트리-sec-부톡시실란, iso-프로필트리-t-부톡시실란, iso-프로필트리페녹시실란, n-부틸트리메톡시실란, n-부틸트리에톡시실란, n-부틸트리-n-프로폭시실란, n-부틸트리-iso-프로폭시실란, n-부틸트리-n-부톡시실란, n-부틸트리-sec-부톡시실란, n-부틸트리-t-부톡시실란, n-부틸트리페녹시실란, n-부틸트리클로로실란, 2-메틸프로필트리메톡시실란, 2-메틸프로필트리에톡시실란, 2-메틸프로필트리-n-프로폭시실란, 2-메틸프로필트리-iso-프로폭시실란, 2-메틸프로필트리-n-부톡시실란, 2-메틸프로필트리-sec-부톡시실란, 2-메틸프로필트리-t-부톡시실란, 2-메틸프로필트리페녹시실란, 1-메틸프로필트리메톡시실란, 1-메틸프로필트리에톡시실란, 1-메틸프로필트리-n-프로폭시실란, 1-메틸프로필트리-iso-프로폭시실란, 1-메틸프로필트리-n-부톡시실란, 1-메틸프로필트리-sec-부톡시실란, 1-메틸프로필트리-t-부톡시실란, 1-메틸프로필트리페녹시실란, t-부틸트리메톡시실란, t-부틸트리에톡시실란, t-부틸트리-n-프로폭시실란, t-부틸트리-iso-프로폭시실란, t-부틸트리-n-부톡시실란, t-부틸트리-sec-부톡시실란, t-부틸트리-t-부톡시실란, t-부틸트리페녹시실란, t-부틸트리클로로실란, t-부틸디클로로실란 등의 알킬트리알콕시실란류;Methyltrimethoxysilane, Methyltriethoxysilane, Methyltri-n-propoxysilane, Methyltri-iso-propoxysilane, Methyltri-n-butoxysilane, Methyltri-sec-butoxysilane, Methyltri t-butoxysilane, methyltriphenoxysilane, methyltriacetoxysilane, methyltrichlorosilane, methyltriisopropenoxysilane, methyltris (dimethylsiloxy) silane, methyltris (methoxyethoxy) silane , Methyltris (methylethylketoxime) silane, methyltris (trimethylsiloxy) silane, methylsilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltri-n-propoxysilane, ethyltri-iso-prop Foxysilane, ethyltri-n-butoxysilane, ethyltri-sec-butoxysilane, ethyltri-t-butoxysilane, ethyltriphenoxysilane, ethylbistris (trimethylsiloxy) silane, ethyldichlorosilane, Ethyltriacetoxysilane, ethyltrichlorosilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltri Oxysilane, n-propyltri-n-propoxysilane, n-propyltri-iso-propoxysilane, n-propyltri-n-butoxysilane, n-propyltri-sec-butoxysilane, n-propyl Tri-t-butoxysilane, n-propyltriphenoxysilane, n-propyltriacetoxysilane, n-propyltrichlorosilane, iso-propyltrimethoxysilane, iso-propyltriethoxysilane, iso-propyl Tri-n-propoxysilane, iso-propyltri-iso-propoxysilane, iso-propyltri-n-butoxysilane, iso-propyltri-sec-butoxysilane, iso-propyltri-t-butoxy Silane, iso-propyltriphenoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-butyltri-n-propoxysilane, n-butyltri-iso-propoxysilane, n- Butyltri-n-butoxysilane, n-butyltri-sec-butoxysilane, n-butyltri-t-butoxysilane, n-butyltriphenoxysilane, n-butyltrichlorosilane, 2-methylpropyl Trimethoxysilane, 2-methylpropyltrie Cysilane, 2-methylpropyltri-n-propoxysilane, 2-methylpropyltri-iso-propoxysilane, 2-methylpropyltri-n-butoxysilane, 2-methylpropyltri-sec-butoxysilane, 2-methylpropyltri-t-butoxysilane, 2-methylpropyltriphenoxysilane, 1-methylpropyltrimethoxysilane, 1-methylpropyltriethoxysilane, 1-methylpropyltri-n-propoxysilane , 1-methylpropyltri-iso-propoxysilane, 1-methylpropyltri-n-butoxysilane, 1-methylpropyltri-sec-butoxysilane, 1-methylpropyltri-t-butoxysilane, 1 -Methylpropyltriphenoxysilane, t-butyltrimethoxysilane, t-butyltriethoxysilane, t-butyltri-n-propoxysilane, t-butyltri-iso-propoxysilane, t-butyltree -n-butoxysilane, t-butyltri-sec-butoxysilane, t-butyltri-t-butoxysilane, t-butyltriphenoxysilane, t-butyltrichlorosilane, t-butyldichlorosilane, etc. Alkyltrialkoxysilanes;

비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리-n-프로폭시실란, 비닐트리이소프로폭시실란, 비닐트리-n-부톡시실란, 비닐트리-sec-부톡시실란, 비닐트리-t-부톡시실란, 비닐트리페녹시실란, 알릴트리메톡시실란, 알릴트리에톡시실란, 알릴트리-n-프로폭시실란, 알릴트리이소프로폭시실란, 알릴트리-n-부톡시실란, 알릴트리-sec-부톡시실란, 알릴트리-t-부톡시실란, 알릴트리페녹시실란 등의 알케닐트리알콕시실란류;Vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltri-n-propoxysilane, vinyltriisopropoxysilane, vinyltri-n-butoxysilane, vinyltri-sec-butoxysilane, vinyltri-t -Butoxysilane, vinyltriphenoxysilane, allyltrimethoxysilane, allyltriethoxysilane, allyltri-n-propoxysilane, allyltriisopropoxysilane, allyltri-n-butoxysilane, allyltri alkenyltrialkoxysilanes such as -sec-butoxysilane, allyltri-t-butoxysilane and allyltriphenoxysilane;

테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라-n-프로폭시실란, 테트라-iso-프로폭시실란, 테트라-n-부톡시실란, 테트라-sec-부톡시실란, 테트라-t-부톡시실란 등의 테트라알콕시실란류;Tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-iso-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, tetra-t-butoxysilane, etc. Tetraalkoxysilanes;

테트라페녹시실란 등의 테트라아릴실란류;Tetraarylsilanes such as tetraphenoxysilane;

옥세타닐트리메톡시실란, 옥시라닐트리메톡시실란, 옥시라닐메틸트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란 등의 에폭시기 함유 실란류;Epoxy group-containing silanes such as oxetanyltrimethoxysilane, oxiranyltrimethoxysilane, oxiranylmethyltrimethoxysilane and 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane;

3-(트리메톡시실릴)프로필 무수 숙신산, 2-(트리메톡시실릴)에틸 무수 숙신산, 3-(트리메톡시실릴)프로필 무수 말레산, 2-(트리메톡시실릴)에틸 무수 글루타르산 등의 산 무수물기 함유 실란류;3- (trimethoxysilyl) propyl succinic anhydride, 2- (trimethoxysilyl) ethyl succinic anhydride, 3- (trimethoxysilyl) propyl maleic anhydride, 2- (trimethoxysilyl) ethyl glutaric anhydride Acid anhydride group-containing silanes;

테트라클로로실란 등의 테트라할로실란류 등을 들 수 있다.Tetrahalosilanes, such as tetrachlorosilane, etc. are mentioned.

이들 중에서도, 얻어지는 레지스트 하층막의 드라이 에칭 내성이 우수하다는 관점에서는 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란이 바람직하다.Among these, tetramethoxysilane and tetraethoxysilane are preferable from the viewpoint of excellent dry etching resistance of the resulting resist underlayer film.

또한, 실란 화합물의 반응성, 물질의 취급 용이성의 관점에서는, 페닐트리메톡시실란, 4-메틸페닐트리메톡시실란, 4-메톡시페닐트리메톡시실란, 4-메틸벤질트리메톡시실란메틸트리메톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리-n-프로폭시실란, 메틸트리-iso-프로폭시실란, 메틸트리-n-부톡시실란, 메틸트리-sec-부톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 에틸트리-n-프로폭시실란, 에틸트리-iso-프로폭시실란, 에틸트리-n-부톡시실란, 에틸트리-sec-부톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, n-프로필트리에톡시실란, n-프로필트리-n-프로폭시실란, n-프로필트리-iso-프로폭시실란, n-프로필트리-n-부톡시실란, n-프로필트리-sec-부톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 알릴트리메톡시실란, 알릴트리에톡시실란이 바람직하다.In addition, from the viewpoint of the reactivity of the silane compound and the ease of handling of the substance, phenyltrimethoxysilane, 4-methylphenyltrimethoxysilane, 4-methoxyphenyltrimethoxysilane, 4-methylbenzyltrimethoxysilanemethyltrimeth Methoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyltri-iso-propoxysilane, methyltri-n-butoxysilane, methyltri-sec-butoxysilane , Ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltri-n-propoxysilane, ethyltri-iso-propoxysilane, ethyltri-n-butoxysilane, ethyltri-sec-butoxysilane, n -Propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltri-n-propoxysilane, n-propyltri-iso-propoxysilane, n-propyltri-n-butoxysilane, n- Propyltri-sec-butoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, allyltriethoxysilane It is.

또한, 형성되는 레지스트 패턴의 패턴 붕괴 내성을 향상시키는 관점에서는, 옥세타닐트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란, 3-(트리메톡시실릴)프로필 무수 숙신산, 4-히드록시페닐트리메톡시실란이 바람직하다.In addition, from the viewpoint of improving the pattern collapse resistance of the formed resist pattern, oxetanyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3- (trimethoxysilyl) propyl succinic anhydride, 4- Preference is given to hydroxyphenyltrimethoxysilane.

상기 [A] 폴리실록산의 합성에는, 상기 화학식 (i)로 표시되는 실란 화합물 외에도, 예를 들면In the synthesis of the [A] polysiloxane, in addition to the silane compound represented by the general formula (i), for example,

헥사메톡시디실란, 헥사에톡시디실란, 헥사페녹시디실란, 1,1,1,2,2-펜타메톡시-2-메틸디실란, 1,1,1,2,2-펜타에톡시-2-메틸디실란, 1,1,1,2,2-펜타페녹시-2-메틸디실란, 1,1,1,2,2-펜타메톡시-2-에틸디실란, 1,1,1,2,2-펜타에톡시-2-에틸디실란, 1,1,1,2,2-펜타페녹시-2-에틸디실란, 1,1,1,2,2-펜타메톡시-2-페닐디실란, 1,1,1,2,2-펜타에톡시-2-페닐디실란, 1,1,1,2,2-펜타페녹시-2-페닐디실란, 1,1,2,2-테트라메톡시-1,2-디메틸디실란, 1,1,2,2-테트라에톡시-1,2-디메틸디실란, 1,1,2,2-테트라페녹시-1,2-디메틸디실란, 1,1,2,2-테트라메톡시-1,2-디에틸디실란, 1,1,2,2-테트라에톡시-1,2-디에틸디실란, 1,1,2,2-테트라페녹시-1,2-디에틸디실란, 1,1,2,2-테트라메톡시-1,2-디페닐디실란, 1,1,2,2-테트라에톡시-1,2-디페닐디실란, 1,1,2,2-테트라페녹시-1,2-디페닐디실란, Hexamethoxydisilane, hexaethoxydisilane, hexaphenoxydisilane, 1,1,1,2,2-pentamethoxy-2-methyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaethoxy- 2-methyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaphenoxy-2-methyldisilane, 1,1,1,2,2-pentamethoxy-2-ethyldisilane, 1,1, 1,2,2-pentaethoxy-2-ethyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaphenoxy-2-ethyldisilane, 1,1,1,2,2-pentamethoxy- 2-phenyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaethoxy-2-phenyldisilane, 1,1,1,2,2-pentaphenoxy-2-phenyldisilane, 1,1, 2,2-tetramethoxy-1,2-dimethyldisilane, 1,1,2,2-tetraethoxy-1,2-dimethyldisilane, 1,1,2,2-tetraphenoxy-1, 2-dimethyldisilane, 1,1,2,2-tetramethoxy-1,2-diethyldisilane, 1,1,2,2-tetraethoxy-1,2-diethyldisilane, 1, 1,2,2-tetraphenoxy-1,2-diethyldisilane, 1,1,2,2-tetramethoxy-1,2-diphenyldisilane, 1,1,2,2-tetrae Oxy-1,2-diphenyldisilane, 1,1,2,2-tetraphenoxy-1,2-diphenyldisilane,

1,1,2-트리메톡시-1,2,2-트리메틸디실란, 1,1,2-트리에톡시-1,2,2-트리메틸디실란, 1,1,2-트리페녹시-1,2,2-트리메틸디실란, 1,1,2-트리메톡시-1,2,2-트리에틸디실란, 1,1,2-트리에톡시-1,2,2-트리에틸디실란, 1,1,2-트리페녹시-1,2,2-트리에틸디실란, 1,1,2-트리메톡시-1,2,2-트리페닐디실란, 1,1,2-트리에톡시-1,2,2-트리페닐디실란, 1,1,2-트리페녹시-1,2,2-트리페닐디실란, 1,2-디메톡시-1,1,2,2-테트라메틸디실란, 1,2-디에톡시-1,1,2,2-테트라메틸디실란, 1,2-디페녹시-1,1,2,2-테트라메틸디실란, 1,2-디메톡시-1,1,2,2-테트라에틸디실란, 1,2-디에톡시-1,1,2,2-테트라에틸디실란, 1,2-디페녹시-1,1,2,2-테트라에틸디실란, 1,2-디메톡시-1,1,2,2-테트라페닐디실란, 1,2-디에톡시-1,1,2,2-테트라페닐디실란, 1,2-디페녹시-1,1,2,2-테트라페닐디실란;1,1,2-trimethoxy-1,2,2-trimethyldisilane, 1,1,2-triethoxy-1,2,2-trimethyldisilane, 1,1,2-triphenoxy- 1,2,2-trimethyldisilane, 1,1,2-trimethoxy-1,2,2-triethyldisilane, 1,1,2-triethoxy-1,2,2-triethyldi Silane, 1,1,2-triphenoxy-1,2,2-triethyldisilane, 1,1,2-trimethoxy-1,2,2-triphenyldisilane, 1,1,2- Triethoxy-1,2,2-triphenyldisilane, 1,1,2-triphenoxy-1,2,2-triphenyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2 Tetramethyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilane, 1,2-diphenoxy-1,1,2,2-tetramethyldisilane, 1,2 -Dimethoxy-1,1,2,2-tetraethyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetraethyldisilane, 1,2-diphenoxy-1,1,2 , 2-tetraethyldisilane, 1,2-dimethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane, 1,2-diethoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane, 1, 2-diphenoxy-1,1,2,2-tetraphenyldisilane;

비스(트리메톡시실릴)메탄, 비스(트리에톡시실릴)메탄, 비스(트리-n-프로폭시실릴)메탄, 비스(트리-이소프로폭시실릴)메탄, 비스(트리-n-부톡시실릴)메탄, 비스(트리-sec-부톡시실릴)메탄, 비스(트리-t-부톡시실릴)메탄, 1,2-비스(트리메톡시실릴)에탄, 1,2-비스(트리에톡시실릴)에탄, 1,2-비스(트리-n-프로폭시실릴)에탄, 1,2-비스(트리-이소프로폭시실릴)에탄, 1,2-비스(트리-n-부톡시실릴)에탄, 1,2-비스(트리-sec-부톡시실릴)에탄, 1,2-비스(트리-t-부톡시실릴)에탄, 1-(디메톡시메틸실릴)-1-(트리메톡시실릴)메탄, 1-(디에톡시메틸실릴)-1-(트리에톡시실릴)메탄, 1-(디-n-프로폭시메틸실릴)-1-(트리-n-프로폭시실릴)메탄, 1-(디-이소프로폭시메틸실릴)-1-(트리-이소프로폭시실릴)메탄, 1-(디-n-부톡시메틸실릴)-1-(트리-n-부톡시실릴)메탄, 1-(디-sec-부톡시메틸실릴)-1-(트리-sec-부톡시실릴)메탄, 1-(디-t-부톡시메틸실릴)-1-(트리-t-부톡시실릴)메탄, 1-(디메톡시메틸실릴)-2-(트리메톡시실릴)에탄, 1-(디에톡시메틸실릴)-2-(트리에톡시실릴)에탄, 1-(디-n-프로폭시메틸실릴)-2-(트리-n-프로폭시실릴)에탄, 1-(디-이소프로폭시메틸실릴)-2-(트리-이소프로폭시실릴)에탄, 1-(디-n-부톡시메틸실릴)-2-(트리-n-부톡시실릴)에탄, 1-(디-sec-부톡시메틸실릴)-2-(트리-sec-부톡시실릴)에탄, 1-(디-t-부톡시메틸실릴)-2-(트리-t-부톡시실릴)에탄,Bis (trimethoxysilyl) methane, bis (triethoxysilyl) methane, bis (tri-n-propoxysilyl) methane, bis (tri-isopropoxysilyl) methane, bis (tri-n-butoxysilyl Methane, bis (tri-sec-butoxysilyl) methane, bis (tri-t-butoxysilyl) methane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) ethane, 1,2-bis (triethoxysilyl ) Ethane, 1,2-bis (tri-n-propoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri-isopropoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri-n-butoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri-sec-butoxysilyl) ethane, 1,2-bis (tri-t-butoxysilyl) ethane, 1- (dimethoxymethylsilyl) -1- (trimethoxysilyl) methane , 1- (diethoxymethylsilyl) -1- (triethoxysilyl) methane, 1- (di-n-propoxymethylsilyl) -1- (tri-n-propoxysilyl) methane, 1- (di Isopropoxymethylsilyl) -1- (tri-isopropoxysilyl) methane, 1- (di-n-butoxymethylsilyl) -1- (tri-n-butoxysilyl) methane, 1- (di -sec-butoxymethylsilyl) -1- (tri-sec-part Sisyl) methane, 1- (di-t-butoxymethylsilyl) -1- (tri-t-butoxysilyl) methane, 1- (dimethoxymethylsilyl) -2- (trimethoxysilyl) ethane, 1- (diethoxymethylsilyl) -2- (triethoxysilyl) ethane, 1- (di-n-propoxymethylsilyl) -2- (tri-n-propoxysilyl) ethane, 1- (di- Isopropoxymethylsilyl) -2- (tri-isopropoxysilyl) ethane, 1- (di-n-butoxymethylsilyl) -2- (tri-n-butoxysilyl) ethane, 1- (di- sec-butoxymethylsilyl) -2- (tri-sec-butoxysilyl) ethane, 1- (di-t-butoxymethylsilyl) -2- (tri-t-butoxysilyl) ethane,

비스(디메톡시메틸실릴)메탄, 비스(디에톡시메틸실릴)메탄, 비스(디-n-프로폭시메틸실릴)메탄, 비스(디-이소프로폭시메틸실릴)메탄, 비스(디-n-부톡시메틸실릴)메탄, 비스(디-sec-부톡시메틸실릴)메탄, 비스(디-t-부톡시메틸실릴)메탄, 1,2-비스(디메톡시메틸실릴)에탄, 1,2-비스(디에톡시메틸실릴)에탄, 1,2-비스(디-n-프로폭시메틸실릴)에탄, 1,2-비스(디-이소프로폭시메틸실릴)에탄, 1,2-비스(디-n-부톡시메틸실릴)에탄, 1,2-비스(디-sec-부톡시메틸실릴)에탄, 1,2-비스(디-t-부톡시메틸실릴)에탄, 비스(디메틸메톡시실릴)메탄, 비스(디메틸에톡시실릴)메탄, 비스(디메틸-n-프로폭시실릴)메탄, 비스(디메틸-이소프로폭시실릴)메탄, 비스(디메틸-n-부톡시실릴)메탄, 비스(디메틸-sec-부톡시실릴)메탄, 비스(디메틸-t-부톡시실릴)메탄, 1,2-비스(디메틸메톡시실릴)에탄, 1,2-비스(디메틸에톡시실릴)에탄, 1,2-비스(디메틸-n-프로폭시실릴)에탄, 1,2-비스(디메틸-이소프로폭시실릴)에탄, 1,2-비스(디메틸-n-부톡시실릴)에탄, 1,2-비스(디메틸-sec-부톡시실릴)에탄, 1,2-비스(디메틸-t-부톡시실릴)에탄,Bis (dimethoxymethylsilyl) methane, bis (diethoxymethylsilyl) methane, bis (di-n-propoxymethylsilyl) methane, bis (di-isopropoxymethylsilyl) methane, bis (di-n-part Methoxymethylsilyl) methane, bis (di-sec-butoxymethylsilyl) methane, bis (di-t-butoxymethylsilyl) methane, 1,2-bis (dimethoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (Diethoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di-n-propoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di-isopropoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di-n -Butoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di-sec-butoxymethylsilyl) ethane, 1,2-bis (di-t-butoxymethylsilyl) ethane, bis (dimethylmethoxysilyl) methane , Bis (dimethylethoxysilyl) methane, bis (dimethyl-n-propoxysilyl) methane, bis (dimethyl-isopropoxysilyl) methane, bis (dimethyl-n-butoxysilyl) methane, bis (dimethyl-sec -Butoxysilyl) methane, bis (dimethyl-t-butoxysilyl) methane, 1,2-bis (dimethylmethoxysilyl) ethane, 1,2-bi S (dimethylethoxysilyl) ethane, 1,2-bis (dimethyl-n-propoxysilyl) ethane, 1,2-bis (dimethyl-isopropoxysilyl) ethane, 1,2-bis (dimethyl-n- Butoxysilyl) ethane, 1,2-bis (dimethyl-sec-butoxysilyl) ethane, 1,2-bis (dimethyl-t-butoxysilyl) ethane,

1-(디메톡시메틸실릴)-1-(트리메틸실릴)메탄, 1-(디에톡시메틸실릴)-1-(트리메틸실릴)메탄, 1-(디-n-프로폭시메틸실릴)-1-(트리메틸실릴)메탄, 1-(디-이소프로폭시메틸실릴)-1-(트리메틸실릴)메탄, 1-(디-n-부톡시메틸실릴)-1-(트리메틸실릴)메탄, 1-(디-sec-부톡시메틸실릴)-1-(트리메틸실릴)메탄, 1-(디-t-부톡시메틸실릴)-1-(트리메틸실릴)메탄, 1-(디메톡시메틸실릴)-2-(트리메틸실릴)에탄, 1-(디에톡시메틸실릴)-2-(트리메틸실릴)에탄, 1-(디-n-프로폭시메틸실릴)-2-(트리메틸실릴)에탄, 1-(디-이소프로폭시메틸실릴)-2-(트리메틸실릴)에탄, 1-(디-n-부톡시메틸실릴)-2-(트리메틸실릴)에탄, 1-(디-sec-부톡시메틸실릴)-2-(트리메틸실릴)에탄, 1-(디-t-부톡시메틸실릴)-2-(트리메틸실릴)에탄,1- (dimethoxymethylsilyl) -1- (trimethylsilyl) methane, 1- (diethoxymethylsilyl) -1- (trimethylsilyl) methane, 1- (di-n-propoxymethylsilyl) -1- ( Trimethylsilyl) methane, 1- (di-isopropoxymethylsilyl) -1- (trimethylsilyl) methane, 1- (di-n-butoxymethylsilyl) -1- (trimethylsilyl) methane, 1- (di -sec-butoxymethylsilyl) -1- (trimethylsilyl) methane, 1- (di-t-butoxymethylsilyl) -1- (trimethylsilyl) methane, 1- (dimethoxymethylsilyl) -2- ( Trimethylsilyl) ethane, 1- (diethoxymethylsilyl) -2- (trimethylsilyl) ethane, 1- (di-n-propoxymethylsilyl) -2- (trimethylsilyl) ethane, 1- (di-isoprop Foxymethylsilyl) -2- (trimethylsilyl) ethane, 1- (di-n-butoxymethylsilyl) -2- (trimethylsilyl) ethane, 1- (di-sec-butoxymethylsilyl) -2- ( Trimethylsilyl) ethane, 1- (di-t-butoxymethylsilyl) -2- (trimethylsilyl) ethane,

1,2-비스(트리메톡시실릴)벤젠, 1,2-비스(트리에톡시실릴)벤젠, 1,2-비스(트리-n-프로폭시실릴)벤젠, 1,2-비스(트리-이소프로폭시실릴)벤젠, 1,2-비스(트리-n-부톡시실릴)벤젠, 1,2-비스(트리-sec-부톡시실릴)벤젠, 1,2-비스(트리-t-부톡시실릴)벤젠, 1,3-비스(트리메톡시실릴)벤젠, 1,3-비스(트리에톡시실릴)벤젠, 1,3-비스(트리-n-프로폭시실릴)벤젠, 1,3-비스(트리-이소프로폭시실릴)벤젠, 1,3-비스(트리-n-부톡시실릴)벤젠, 1,3-비스(트리-sec-부톡시실릴)벤젠, 1,3-비스(트리-t-부톡시실릴)벤젠, 1,4-비스(트리메톡시실릴)벤젠, 1,4-비스(트리에톡시실릴)벤젠, 1,4-비스(트리-n-프로폭시실릴)벤젠, 1,4-비스(트리-이소프로폭시실릴)벤젠, 1,4-비스(트리-n-부톡시실릴)벤젠, 1,4-비스(트리-sec-부톡시실릴)벤젠, 1,4-비스(트리-t-부톡시실릴)벤젠 등의 디실란류;1,2-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,2-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri-n-propoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri- Isopropoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri-n-butoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri-sec-butoxysilyl) benzene, 1,2-bis (tri-t-part Methoxysilyl) benzene, 1,3-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,3-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,3-bis (tri-n-propoxysilyl) benzene, 1,3 -Bis (tri-isopropoxysilyl) benzene, 1,3-bis (tri-n-butoxysilyl) benzene, 1,3-bis (tri-sec-butoxysilyl) benzene, 1,3-bis ( Tri-t-butoxysilyl) benzene, 1,4-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (triethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (tri-n-propoxysilyl) Benzene, 1,4-bis (tri-isopropoxysilyl) benzene, 1,4-bis (tri-n-butoxysilyl) benzene, 1,4-bis (tri-sec-butoxysilyl) benzene, 1 Disilanes such as, 4-bis (tri-t-butoxysilyl) benzene;

폴리디메톡시메틸카르보실란, 폴리디에톡시메틸카르보실란 등의 폴리카르보실란 등의 다른 실란 화합물을 사용할 수도 있다.You may use other silane compounds, such as polycarbosilane, such as polydimethoxymethyl carbosilane and poly diethoxymethyl carbosilane.

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물에서의 [A] 폴리실록산의 함유량으로서는, 레지스트 하층막 형성용 조성물에서의 전체 고형분에 대하여 80 질량% 이상이 바람직하고, 90 질량% 이상이 보다 바람직하고, 95 질량% 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 [A] 폴리실록산을 1종만 함유하고 있을 수도 있고, 2종 이상 함유하고 있을 수도 있다.As content of [A] polysiloxane in the said composition for resist underlayer film formation, 80 mass% or more is preferable with respect to the total solid in the composition for resist underlayer film formation, 90 mass% or more is more preferable, 95 mass% or more This is more preferable. In addition, the said composition for resist underlayer film formation may contain only 1 type of [A] polysiloxane, and may contain 2 or more types.

[A] 폴리실록산의 분자량은, 크기 배제 크로마토그래피(GPC)에 의한 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)이 통상 500 내지 50,000, 바람직하게는 1,000 내지 30,000, 보다 바람직하게는 1,000 내지 15,000이다.The molecular weight of polysiloxane [A] has a polystyrene reduced weight average molecular weight (Mw) by size exclusion chromatography (GPC), usually 500 to 50,000, preferably 1,000 to 30,000, and more preferably 1,000 to 15,000.

또한, 본 명세서에서의 Mw는 도소 제조의 GPC 칼럼(「G2000 HXL」 2개, 「G3000HXL」 1개, 「G4000HXL」 1개)을 사용하고, 유량: 1.0 mL/분, 용출 용매: 테트라히드로푸란, 칼럼 온도: 40 ℃의 분석 조건으로 단분산 폴리스티렌을 표준으로 하는 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정하였다.In addition, Mw in this specification uses the GPC column (two "G2000 HXL", one "G3000HXL", and one "G4000HXL") by Tosoh, and flow rate: 1.0 mL / min, elution solvent: tetrahydrofuran Column temperature: measured by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polystyrene as a standard under analytical conditions of 40 ° C.

상기 화학식 (i)로 표시되는 실란 화합물 및 필요에 따라 사용하는 다른 실란 화합물을 가수분해 축합하는 방법으로서는, 공지된 가수분해 축합의 방법을 사용할 수 있다.As a method of hydrolytically condensing the silane compound represented by the said general formula (i) and the other silane compound used as needed, a well-known method of hydrolytic condensation can be used.

[[B] 질소 함유 화합물][[B] Nitrogen-Containing Compound]

[B] 질소 함유 화합물은 염기성 아미노기를 갖는 화합물, 또는 산의 작용에 의해 염기성 아미노기가 되는 기를 갖는 화합물이다. [B] 질소 함유 화합물은, 레지스트 하층막 형성용 조성물로부터 얻어지는 레지스트 하층막의 애싱 내성 등의 특성을 향상시키는 효과를 갖는다. 이 효과는 [B] 질소 함유 화합물이 레지스트 하층막에 존재함으로써, 하층막 중의 가교 반응이 촉진되기 때문이라고 생각된다. [B] 질소 함유 화합물로서는, 예를 들면 후술하는 감방사선성 수지 조성물의 [c] 산 확산 제어체로서 사용되는 화합물 등을 들 수 있다. 또한, [B] 질소 함유 화합물로서는, 예를 들면 히드록실기 및 카르복실기로부터 선택되는 적어도 1종의 극성기 및 에스테르기를 갖는 질소 함유 화합물, 히드록실기, 카르복실기 및 에테르기로부터 선택되는 적어도 1종의 기를 갖는 질소 함유 화합물, 에스테르기를 갖는 질소 함유 화합물 등을 들 수 있다.The nitrogen-containing compound (B) is a compound having a basic amino group or a compound having a group which becomes a basic amino group by the action of an acid. The nitrogen-containing compound (B) has an effect of improving characteristics such as ashing resistance of the resist underlayer film obtained from the composition for forming a resist underlayer film. This effect is considered to be because the crosslinking reaction in an underlayer film is accelerated | stimulated because a nitrogen-containing compound [B] exists in a resist underlayer film. Examples of the nitrogen-containing compound (B) include compounds used as the acid diffusion controller for the [c] acid-sensitive resin composition described later. In addition, as the nitrogen-containing compound [B], for example, at least one group selected from a nitrogen-containing compound, a hydroxyl group, a carboxyl group, and an ether group having at least one polar group and an ester group selected from a hydroxyl group and a carboxyl group The nitrogen containing compound which has, the nitrogen containing compound which has ester group, etc. are mentioned.

상기 극성기 및 에스테르기를 갖는 질소 함유 화합물로서는, 예를 들면 하기 화학식 (B-1-1) 내지 (B-1-5)로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.As a nitrogen containing compound which has the said polar group and ester group, the compound etc. which are represented by following General formula (B-1-1)-(B-1-5) are mentioned, for example.

Figure pct00006
Figure pct00006

히드록실기, 카르복실기 및 에테르기로부터 선택되는 적어도 1종의 기를 갖는 질소 함유 화합물로서는, 예를 들면 하기 화학식 (B-2-1) 내지 (B-2-4)로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 에스테르기를 갖는 질소 함유 화합물로서는, 하기 화학식 (B-3-1) 내지 (B-3-4)로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.As a nitrogen containing compound which has at least 1 sort (s) of group chosen from a hydroxyl group, a carboxyl group, and an ether group, the compound etc. which are represented by following General formula (B-2-1)-(B-2-4) are mentioned, for example. have. Moreover, as a nitrogen containing compound which has an ester group, the compound etc. which are represented by following General formula (B-3-1)-(B-3-4) are mentioned.

Figure pct00007
Figure pct00007

상기 화학식 (B-2-2) 및 (B-2-3) 중, R은 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기이다.In said general formula (B-2-2) and (B-2-3), R is a C1-C10 alkyl group or a C3-C10 cycloalkyl group.

[B] 질소 함유 화합물로서는, 이들 중에서도 상기 극성기 및 에스테르기를 갖는 질소 함유 화합물이 바람직하고, 상기 화학식 (B-1-1)로 표시되는 화합물, 상기 화학식 (B-1-2)로 표시되는 화합물이 보다 바람직하다. [B] 질소 함유 화합물이 극성기 및 에스테르기를 함께 가짐으로써, 레지스트 하층막의 베이킹시에 [B] 질소 함유 화합물의 승화가 억제되어, 레지스트 하층막 중에 잔존하기 때문에 상기 효과를 충분히 발휘할 수 있다.As the nitrogen-containing compound (B), among these, a nitrogen-containing compound having the polar group and the ester group is preferable, and the compound represented by the general formula (B-1-1) and the compound represented by the general formula (B-1-2) This is more preferable. When the nitrogen-containing compound (B) has a polar group and an ester group together, the sublimation of the nitrogen-containing compound (B) is suppressed during baking of the resist underlayer film, and the above-described effects can be sufficiently exhibited.

[B] 질소 함유 화합물은 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다. 레지스트 하층막 형성용 조성물에서의 [B] 질소 함유 화합물의 함유량으로서는, 패턴 형상을 양호하게 하는 관점에서 [A] 폴리실록산 100 질량부에 대하여 통상 30 질량부 이하이고, 바람직하게는 10 질량부 이하이고, 더욱 바람직하게는 1 질량부 이하이다.The nitrogen-containing compound (B) may be used alone, or may be used in combination of two or more thereof. As content of the nitrogen-containing compound [B] in the resist underlayer film forming composition, it is 30 mass parts or less with respect to 100 mass parts of [A] polysiloxane from a viewpoint of making a pattern shape favorable, Preferably it is 10 mass parts or less More preferably, it is 1 mass part or less.

[[C] 산 발생체][[C] acid generator]

[C] 산 발생체는 노광에 의해 산을 발생하는 화합물이다. 유기 용매 현상에 의한 패턴 형성에서 레지스트 하층막이 [C] 산 발생체를 포함함으로써, 노광에 의해 발생하는 산의 촉매 작용에 의해 레지스트 패턴 중의 중합체에 포함되는 산 해리 반응이 촉진된다. 그 결과, 레지스트 패턴의 해상성 및 패턴 붕괴 내성이 향상된다. 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물에서의 [C] 산 발생체의 함유 형태로서는, 후술하는 바와 같은 화합물의 형태(이하, 적절하게 「[C] 산 발생제」라고 함)일 수도 있고, 중합체의 일부로서 삽입된 상태일 수도 있고, 이들 양쪽의 형태일 수도 있다.The acid generator (C) is a compound that generates an acid by exposure. When the resist underlayer film contains the [C] acid generator in pattern formation by organic solvent development, the acid dissociation reaction contained in the polymer in the resist pattern is promoted by the catalysis of the acid generated by exposure. As a result, the resolution and pattern collapse resistance of the resist pattern are improved. As a containing form of the [C] acid generator in the said composition for resist underlayer film forming, the form of the compound (henceforth referred to as "[C] acid generator" suitably) may be mentioned later, and it is a part of polymer It may be in the inserted state, or may be in both forms.

[C] 산 발생제로서는, 예를 들면 술포늄염, 요오도늄염, 테트라히드로티오페늄염 등의 오늄염, N-술포닐옥시이미드 화합물, 유기 할로겐 화합물, 디술폰류, 디아조메탄술폰류 등의 술폰 화합물 등을 들 수 있다.Examples of the [C] acid generator include onium salts such as sulfonium salts, iodonium salts, and tetrahydrothiophenium salts, N-sulfonyloxyimide compounds, organic halogen compounds, disulfones, and diazomethane sulfones. Sulfone compounds; and the like.

상기 술포늄염으로서는, 예를 들면As said sulfonium salt, it is, for example

트리페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 트리페닐술포늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 트리페닐술포늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 트리페닐술포늄 2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 트리페닐술포늄 2-(3-테트라시클로[4.4.0.12.5.17,10]도데카닐)-1,1-디플루오로에탄술포네이트, 트리페닐술포늄 N,N'-비스(노나플루오로-n-부탄술포닐)이미데이트, 트리페닐술포늄살리실레이트, 트리페닐술포늄캄포술포네이트, 트리페닐술포늄트리시클로[3.3.1.13,7]데카닐디플루오로메탄술포네이트 등의 트리페닐술포늄염 화합물;Triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, triphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2. 1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium 2- (3-tetracyclo [4.4.0.1 2.5 .1 7,10 ] dodecanyl) -1 , 1-difluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium N, N'-bis (nonnafluoro-n-butanesulfonyl) imidate, triphenylsulfonium salicylate, triphenylsulfonium camphorsulfonate, Triphenylsulfonium salt compounds such as triphenylsulfonium tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decanyldifluoromethanesulfonate;

4-시클로헥실페닐디페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 4-시클로헥실페닐디페닐술포늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 4-시클로헥실페닐디페닐술포늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 4-시클로헥실페닐디페닐술포늄 2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 4-시클로헥실페닐디페닐술포늄 2-(3-테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카닐)-1,1-디플루오로에탄술포네이트, 4-시클로헥실페닐디페닐술포늄 N,N'-비스(노나플루오로-n-부탄술포닐)이미데이트, 4-시클로헥실페닐디페닐술포늄캄포술포네이트 등의 4-시클로헥실페닐디페닐술포늄염 화합물;4-cyclohexylphenyldiphenylsulfoniumtrifluoromethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium perfluoro-n- Octanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenyl Sulfonium 2- (3-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10 ] dodecanyl) -1,1-difluoroethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium N, N ' 4-cyclohexylphenyl diphenylsulfonium salt compounds, such as -bis (nonafluoro-n-butanesulfonyl) imdate and 4-cyclohexylphenyl diphenyl sulfonium camphor sulfonate;

4-t-부틸페닐디페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 4-t-부틸페닐디페닐술포늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 4-t-부틸페닐디페닐술포늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 4-t-부틸페닐디페닐술포늄 2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 4-t-부틸페닐디페닐술포늄 2-(3-테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카닐)-1,1-디플루오로에탄술포네이트, 4-t-부틸페닐디페닐술포늄 N,N'-비스(노나플루오로-n-부탄술포닐)이미데이트, 4-t-부틸페닐디페닐술포늄캄포술포네이트 등의 4-t-부틸페닐디페닐술포늄염 화합물;4-t-butylphenyldiphenylsulfoniumtrifluoromethanesulfonate, 4-t-butylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-t-butylphenyldiphenylsulfonium perfluoro -n-octanesulfonate, 4-t-butylphenyldiphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-t -Butylphenyldiphenylsulfonium 2- (3-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10 ] dodecanyl) -1,1-difluoroethanesulfonate, 4-t-butylphenyldiphenyl 4-t-butylphenyl diphenylsulfonium salt compounds, such as a sulfonium N, N'-bis (nonafluoro-n-butanesulfonyl) imdate and 4-t-butylphenyl diphenylsulfonium camphor sulfonate;

트리(4-t-부틸페닐)술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 트리(4-t-부틸페닐)술포늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 트리(4-t-부틸페닐)술포늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 트리(4-t-부틸페닐)술포늄 2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 트리(4-t-부틸페닐)술포늄 2-(3-테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카닐)-1,1-디플루오로에탄술포네이트, 트리(4-t-부틸페닐)술포늄 N,N'-비스(노나플루오로-n-부탄술포닐)이미데이트, 트리(4-t-부틸페닐)술포늄캄포술포네이트 등의 트리(4-t-부틸페닐)술포늄염 화합물 등을 들 수 있다.Tri (4-t-butylphenyl) sulfoniumtrifluoromethanesulfonate, tri (4-t-butylphenyl) sulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, tri (4-t-butylphenyl) sulfonium Perfluoro-n-octanesulfonate, tri (4-t-butylphenyl) sulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate , Tri (4-t-butylphenyl) sulfonium 2- (3-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10 ] dodecanyl) -1,1-difluoroethanesulfonate, tri (4 tri (4-t- such as -t-butylphenyl) sulfonium N, N'-bis (nonnafluoro-n-butanesulfonyl) imidate and tri (4-t-butylphenyl) sulfonium camphorsulfonate Butylphenyl) sulfonium salt compound, etc. are mentioned.

상기 요오도늄염으로서는, 예를 들면As said iodonium salt, it is, for example

디페닐요오도늄트리플루오로메탄술포네이트, 디페닐요오도늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 디페닐요오도늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 디페닐요오도늄 2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 디페닐요오도늄2-(3-테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카닐)-1,1-디플루오로에탄술포네이트, 디페닐요오도늄 N,N'-비스(노나플루오로-n-부탄술포닐)이미데이트, 디페닐요오도늄캄포술포네이트 등의 디페닐요오도늄염 화합물;Diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium 2-bi Cyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, diphenyliodonium 2- (3-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7, 10 ] dodecanyl) -1,1-difluoroethanesulfonate, diphenyliodonium N, N'-bis (nonnafluoro-n-butanesulfonyl) imidate, diphenyliodonium camphorsulfonate Diphenyl iodonium salt compounds such as these;

비스(4-t-부틸페닐)요오도늄트리플루오로메탄술포네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄 2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄 2-(3-테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카닐)-1,1-디플루오로에탄술포네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄 N,N'-비스(노나플루오로-n-부탄술포닐)이미데이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄캄포술포네이트 등의 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄염 화합물 등을 들 수 있다.Bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) Iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoro Roethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 2- (3-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10 ] dodecanyl) -1,1-difluoroethanesulfo Nate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium N, N'-bis (nonnafluoro-n-butanesulfonyl) imdate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium camphorsulfonate, etc. The bis (4-t- butylphenyl) iodonium salt compound etc. are mentioned.

상기 테트라히드로티오페늄염으로서는, 예를 들면As said tetrahydrothiophenium salt, it is, for example

1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄트리플루오로메탄술포네이트, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄 2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄 2-(3-테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카닐)-1,1-디플루오로에탄술포네이트, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄 N,N'-비스(노나플루오로-n-부탄술포닐)이미데이트, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄캄포술포네이트 등의 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄염 화합물;1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiopheniumtrifluoromethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiopheniumnonafluoro -n-butanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiopheniumperfluoro-n-octanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalene-1- Yl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalene-1- Yl) tetrahydrothiophenium 2- (3-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10 ] dodecanyl) -1,1-difluoroethanesulfonate, 1- (4-n-part Toxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium N, N'-bis (nonnafluoro-n-butanesulfonyl) imidate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydroti 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiophenium salt compounds such as offenium camphorsulfonate;

1-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)테트라히드로티오페늄트리플루오로메탄술포네이트, 1-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)테트라히드로티오페늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 1-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)테트라히드로티오페늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 1-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)테트라히드로티오페늄-2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 1-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)테트라히드로티오페늄 2-(3-테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카닐)-1,1-디플루오로에탄술포네이트, 1-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)테트라히드로티오페늄 N,N'-비스(노나플루오로-n-부탄술포닐)이미데이트, 1-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)테트라히드로티오페늄캄포술포네이트 등의 1-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)테트라히드로티오페늄염 화합물 등을 들 수 있다.1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiopheniumtrifluoromethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro -n-butanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiopheniumperfluoro-n-octanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxy Phenyl) tetrahydrothiophenium-2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydrate Oxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2- (3-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10 ] dodecanyl) -1,1-difluoroethanesulfonate, 1- (3,5- Dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium N, N'-bis (nonnafluoro-n-butanesulfonyl) imidate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydro 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium salt compounds, such as a thiophenium camphor sulfonate, etc. are mentioned.

N-술포닐옥시이미드 화합물로서는, 예를 들면As an N-sulfonyloxyimide compound, for example

N-(트리플루오로메탄술포닐옥시)숙신이미드, N-(노나플루오로-n-부탄술포닐옥시)숙신이미드, N-(퍼플루오로-n-옥탄술포닐옥시)숙신이미드, N-(2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포닐옥시)숙신이미드, N-(2-(3-테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카닐)-1,1-디플루오로에탄술포닐옥시)숙신이미드, N-(캄포술포닐옥시)숙신이미드 등의 숙신이미드류 화합물;N- (trifluoromethanesulfonyloxy) succinimide, N- (nonafluoro-n-butanesulfonyloxy) succinimide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) succinimide , N- (2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy) succinimide, N- (2- (3-tetracyclo [ 4.4.0.1 2,5 .1 7,10 ] succinimide compounds such as dodecanyl) -1,1-difluoroethanesulfonyloxy) succinimide and N- (camphorsulfonyloxy) succinimide;

N-(트리플루오로메탄술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(노나플루오로-n-부탄술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(퍼플루오로-n-옥탄술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(2-(3-테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카닐)-1,1-디플루오로에탄술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(캄포술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드 등의 비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드류 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 술포늄염이 바람직하고, 트리페닐술포늄염 화합물이 보다 바람직하고, 트리페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 트리페닐술포늄트리시클로[3.3.1.13,7]데카닐디플루오로메탄술포네이트가 더욱 바람직하다. 또한, 이들 [C] 산 발생제는 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.N- (trifluoromethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxyimide, N- (nonnafluoro-n-butanesulfonyloxy) bicyclo [2.2 .1] hept-5-ene-2,3-dicarboxyimide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxyi Mead, N- (2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2 , 3-dicarboxyimide, N- (2- (3-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10 ] dodecanyl) -1,1-difluoroethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2 .1] bicyclo [such as hept-5-ene-2,3-dicarboxyimide and N- (camphorsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxyimide 2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxyimide compounds. Among these, sulfonium salts are preferable, and triphenylsulfonium salt compounds are more preferable, triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate and triphenylsulfonium tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decanyldifluoromethanesulfonate More preferred. In addition, these [C] acid generators may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물에서의 [C] 산 발생제의 함유량으로서는, 패턴 형상을 양호하게 하는 관점에서 [A] 폴리실록산 100 질량부에 대하여 통상 30 질량부 이하이고, 바람직하게는 20 질량부 이하, 더욱 바람직하게는 10 질량부 이하이고, 특히 바람직하게는 1 질량부 이하이다.As content of the [C] acid generator in the said composition for resist underlayer film forming, it is 30 mass parts or less with respect to 100 mass parts of [A] polysiloxane from a viewpoint of making a pattern shape favorable, Preferably it is 20 mass parts or less More preferably, it is 10 mass parts or less, Especially preferably, it is 1 mass part or less.

[[D] 용매][[D] solvent]

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 통상 [D] 용매를 함유한다. [D] 용매로서는, 예를 들면 공지된 유기 용매를 사용할 수 있으며, 예를 들면 상술한 레지스트 패턴 형성 방법에서의 (4) 공정에서 현상액으로서 사용한 유기 용매와 동일한 용매를 사용할 수 있다. [D] 용매로서는, 이들 유기 용매 중에서도 알코올계 용매, 에스테르계 용매가 바람직하고, 다가 알코올 부분 에테르계 용매, 다가 알코올모노알킬에테르아세테이트계 용매가 보다 바람직하고, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트가 더욱 바람직하다.The composition for forming a resist underlayer film usually contains the solvent [D]. As the solvent (D), for example, a known organic solvent can be used, and for example, the same solvent as the organic solvent used as the developer in the step (4) in the resist pattern formation method described above can be used. As the solvent [D], alcohol solvents and ester solvents are preferable among these organic solvents, and polyhydric alcohol partial ether solvents and polyhydric alcohol monoalkyl ether acetate solvents are more preferable, and propylene glycol monoethyl ether and propylene glycol mono Propyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate are more preferable.

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물에는 물을 첨가할 수도 있다. 물을 첨가하면 규소 함유 화합물이 수화되기 때문에, 보존 안정성이 향상된다. 또한, 물을 첨가하면 레지스트 하층막의 성막시에 경화가 촉진되고, 치밀한 막을 얻을 수 있다. 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물에서의 물의 함유율로서는, [D] 용매 100 질량부에 대하여 0 질량부 내지 30 질량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 질량부 내지 20 질량부, 더욱 바람직하게는 0.2 질량부 내지 15 질량부이다. 물의 첨가량이 지나치게 많으면 보존 안정성이 악화되고, 도포막의 균일성이 악화된다.Water may be added to the resist underlayer film forming composition. When water is added, the silicon-containing compound is hydrated, thereby improving storage stability. In addition, when water is added, curing is accelerated during film formation of the resist underlayer film, and a dense film can be obtained. As water content in the said composition for resist underlayer film forming, 0-30 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of [D] solvent, More preferably, it is 0.1 mass part-20 mass parts, More preferably, it is 0.2 mass part. To 15 parts by mass. When the amount of water added is too large, storage stability deteriorates, and uniformity of the coating film deteriorates.

[기타 임의 성분][Other optional ingredients]

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물은 기타 임의 성분으로서 β-디케톤, 콜로이드상 실리카, 콜로이드상 알루미나, 유기 중합체, 계면활성제, 염기 발생체 등을 더 함유할 수도 있다.The composition for forming a resist underlayer film may further contain β-diketone, colloidal silica, colloidal alumina, an organic polymer, a surfactant, a base generator and the like as other optional components.

<레지스트 하층막 형성용 조성물의 제조 방법><The manufacturing method of the composition for resist underlayer film forming>

레지스트 하층막 형성용 조성물의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 [A] 폴리실록산, 필요에 따라 [B] 질소 함유 화합물, [C] 산 발생체 및 기타 임의 성분을 혼합하고, [D] 용매에 용해 또는 분산시켜 얻어진다. 레지스트 하층막 형성용 조성물의 고형분 농도로서는 0.5 질량% 내지 20 질량%, 바람직하게는 1 질량% 내지 15 질량%이다.Although the manufacturing method of the composition for resist underlayer film forming is not specifically limited, For example, [A] polysiloxane, [B] nitrogen containing compound, [C] acid generator, and other arbitrary components are mixed as needed, and [D] It is obtained by dissolving or dispersing in a solvent. As solid content concentration of the composition for resist underlayer film forming, it is 0.5 mass%-20 mass%, Preferably they are 1 mass%-15 mass%.

<감방사선성 수지 조성물><Radiation-Resistant Resin Composition>

본 발명에 사용되는 감방사선성 수지 조성물은, [a1] 산의 작용에 의해 극성이 변화되어 유기 용매에 대한 용해도가 감소하는 중합체를 함유한다. 또한, 바람직한 성분으로서 [a2] 중합체, [b] 감방사선성 산 발생체(이하, 「[b] 산 발생체」라고도 함)를 함유할 수도 있고, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한 기타 임의 성분을 함유할 수도 있다. 이하, 각 성분에 대하여 상세히 설명한다.The radiation-sensitive resin composition used in the present invention contains a polymer whose polarity is changed by the action of the [a1] acid and the solubility in an organic solvent is reduced. Moreover, as a preferable component, it may contain a polymer [a2] and a [b] radiation sensitive acid generator (henceforth also called "[b] acid generator"), and other arbitrary things, unless the effect of this invention is impaired. It may contain a component. Hereinafter, each component is explained in full detail.

[[a1] 중합체][[a1] polymer]

[a1] 중합체는 산의 작용에 의해 극성이 변화되어 유기 용매에 대한 용해도가 감소하는 중합체이다. [a1] 중합체로서는, 산 해리성기를 갖는 중합체가 바람직하고, 상기 화학식 1로 표시되는 구조 단위 (I)을 갖는 중합체가 더욱 바람직하다.The polymer [a1] is a polymer whose polarity is changed by the action of an acid, so that its solubility in organic solvents is reduced. As the polymer [a1], a polymer having an acid dissociable group is preferable, and a polymer having a structural unit (I) represented by the formula (1) is more preferable.

[구조 단위 (I)][Structural unit (I)]

구조 단위 (I)은 상기 화학식 1로 표시되는 구조 단위이다.Structural unit (I) is a structural unit represented by the said Formula (1).

상기 화학식 1 중, R은 수소 원자 또는 메틸기이다. 상기 Rp1, Rp2 및 Rp3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기이다. 단, Rp2 및 Rp3은 서로 결합하여, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 탄소수 4 내지 20의 2가의 지환식 탄화수소기를 형성할 수도 있다.In said Formula (1), R is a hydrogen atom or a methyl group. R p1 , R p2 and R p3 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. However, R p2 and R p3 may be bonded to each other to form a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms with the carbon atoms to which they are bonded.

상기 Rp1, Rp2 및 Rp3으로 표시되는 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기로서는, 탄소수 1 내지 4의 쇄상 탄화수소기 및 탄소수 4 내지 20의 지환식 탄화수소기가 바람직하다. 「지환식 탄화수소기」는 단환일 수도 있고 다환일 수도 있으며, 단환의 지환식 탄화수소기는 방향족기를 갖지 않는 단환식기인 것을 의미하고, 다환의 지환식 탄화수소기는 방향족기를 갖지 않는 다환식기인 것을 의미한다. [a1] 중합체가 193 nm에 강한 흡수를 갖는 방향족기를 포함하는 구조 단위를 갖지 않으면, 감도의 저하 및 패턴 형상의 악화를 억제할 수 있다.As a C1-C20 monovalent hydrocarbon group represented by said R <p1> , R <p2> and R <p3> , a C1-C4 linear hydrocarbon group and a C4-C20 alicyclic hydrocarbon group are preferable. The "alicyclic hydrocarbon group" may be monocyclic or polycyclic, and the monocyclic alicyclic hydrocarbon group means a monocyclic group having no aromatic group, and the polycyclic alicyclic hydrocarbon group means a polycyclic group having no aromatic group. If the polymer [a1] does not have a structural unit containing an aromatic group having a strong absorption at 193 nm, the decrease in sensitivity and the deterioration of pattern shape can be suppressed.

상기 단환의 지환식 탄화수소기로서는, 시클로펜탄, 시클로헥산 등에서 유래하는 기를 들 수 있다. 다환의 지환식 탄화수소기로서는, 예를 들면 아다만탄, 노르보르난, 이소보르난, 트리시클로데칸, 테트라시클로도데칸 등에서 유래하는 기를 들 수 있다. 또한, 산 해리성기가 지환식 탄화수소기를 갖는 산 해리성기인 경우, 지환식 탄화수소기의 수소 원자의 일부 또는 전부는 탄소수 1 내지 8의 알킬기로 치환되어 있을 수도 있다.Examples of the monocyclic alicyclic hydrocarbon group include groups derived from cyclopentane, cyclohexane, and the like. Examples of the polycyclic alicyclic hydrocarbon group include groups derived from adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like. In addition, when an acid dissociable group is an acid dissociable group which has an alicyclic hydrocarbon group, one part or all part of the hydrogen atom of an alicyclic hydrocarbon group may be substituted by the C1-C8 alkyl group.

구조 단위 (I)로서는, 예를 들면 하기 화학식 (1-1) 내지 (1-14)로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다. 또한, 하기 화학식에서는 메타크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위만 기재하고 있지만, 동일한 구조를 갖는 아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위일 수도 있다(이하, 모든 구조 단위에 있어서 동일함).As structural unit (I), the structural unit represented by following General formula (1-1)-(1-14) etc. are mentioned, for example. In addition, although only the structural unit derived from methacrylic acid ester is described in the following chemical formula, the structural unit derived from the acrylate ester which has the same structure may be sufficient (it is the same in all structural units hereafter).

Figure pct00008
Figure pct00008

Figure pct00009
Figure pct00009

이들 중에서도, 상기 화학식 (1-1), (1-3), (1-9) 및 (1-14)로 각각 표시되는 구조 단위가 바람직하다.Among these, the structural units represented by the general formulas (1-1), (1-3), (1-9) and (1-14) are preferable.

[a1] 중합체에서 구조 단위 (I)의 함유 비율로서는, [a1] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 30 몰% 내지 70 몰%가 바람직하다. 또한, [a1] 중합체는 구조 단위 (I)을 1종 또는 2종 이상을 가질 수도 있다.As a content rate of a structural unit (I) in a polymer [a1], 30 mol%-70 mol% are preferable with respect to the total structural units which comprise a polymer of [a1]. In addition, the polymer [a1] may have one or two or more structural units (I).

[구조 단위 (II)][Structural unit (II)]

[a1] 중합체는 락톤 함유기 또는 환상 카르보네이트 함유기를 포함하는 아크릴산에스테르로부터 유도되는 구조 단위 (II)를 갖는 것이 바람직하다. 상기 감방사선성 수지 조성물은 [a1] 중합체가 구조 단위 (II)를 가짐으로써, 형성되는 레지스트막의 기판에 대한 밀착성 및 현상액과의 친화성을 향상시킬 수 있다. 여기서, 락톤 함유기란 -O-C(O)- 구조를 포함하는 하나의 환(락톤환)을 함유하는 환식기를 나타낸다. 또한, 환상 카르보네이트 함유기란, -O-C(O)-O-로 표시되는 결합을 포함하는 하나의 환(환상 카르보네이트환)을 함유하는 환식기를 나타낸다. 이 구조 단위 (II)로서는, 예를 들면 하기 화학식 (2-1) 내지 (2-19)로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.It is preferable that the polymer [a1] has a structural unit (II) derived from an acrylate ester containing a lactone-containing group or a cyclic carbonate-containing group. The said radiation sensitive resin composition can improve the adhesiveness with respect to the board | substrate of the resist film formed, and affinity with a developing solution, when a polymer [a1] has a structural unit (II). Here, the lactone-containing group represents a cyclic group containing one ring (lactone ring) including a -O-C (O) - structure. In addition, a cyclic carbonate containing group represents the cyclic group containing one ring (cyclic carbonate ring) containing the bond represented by -O-C (O) -O-. As this structural unit (II), the structural unit etc. which are represented by following General formula (2-1)-(2-19) are mentioned, for example.

Figure pct00010
Figure pct00010

Figure pct00011
Figure pct00011

이들 중에서도, 락톤 함유기를 포함하는 아크릴산에스테르로부터 유도되는 구조 단위가 바람직하고, 상기 화학식 (2-1)로 표시되는 구조 단위, 상기 화학식 (2-3)으로 표시되는 구조 단위가 보다 바람직하다.Among these, the structural unit derived from the acrylate ester containing a lactone containing group is preferable, and the structural unit represented by the said General formula (2-1) and the structural unit represented by the said General formula (2-3) are more preferable.

[a1] 중합체에서의 구조 단위 (II)의 함유 비율로서는, [a1] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 20 몰% 내지 70 몰%가 바람직하고, 30 몰% 내지 60 몰%가 더욱 바람직하다.As content rate of a structural unit (II) in a polymer [a1], 20 mol%-70 mol% are preferable with respect to the total structural units which comprise a polymer [a1], and 30 mol%-60 mol% are more preferable. .

[다른 구조 단위][Other structural units]

[a1] 중합체는, 히드록실기, 카르복실기, 시아노기, 케톤성 카르보닐기 등의 극성기 함유 (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위, 산 해리성을 갖지 않는 지환식 구조를 갖는 (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위 등, 다른 구조 단위를 더 가질 수도 있다. 상기 히드록실기 함유 (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위로서는, 예를 들면 (메트)아크릴산 3-히드록시-1-아다만틸에스테르에서 유래하는 구조 단위, (메트)아크릴산 2-히드록시에틸에스테르에서 유래하는 구조 단위 등을 들 수 있다. 상기 시아노기 함유 (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위로서는, 예를 들면 (메트)아크릴산 2-시아노메틸-2-아다만틸에스테르에서 유래하는 구조 단위, (메트)아크릴산 2-시아노에틸에스테르에서 유래하는 구조 단위 등을 들 수 있다. 상기 케톤성 카르보닐기 함유 (메트)아크릴산에스테르에서 유래하는 구조 단위로서는, 예를 들면 (메트)아크릴산 4-옥소-1- 아다만틸에스테르에서 유래하는 구조 단위, (메트)아크릴산 5-옥소-[2.2.1]헵트-2-일에스테르에서 유래하는 구조 단위 등을 들 수 있다.[a1] The polymer is derived from a (meth) acrylic acid ester having a structural unit derived from a polar group-containing (meth) acrylic acid ester such as a hydroxyl group, a carboxyl group, a cyano group, a ketone carbonyl group, or an alicyclic structure having no acid dissociation property. It may further have other structural units, such as a structural unit. As a structural unit derived from the said hydroxyl group containing (meth) acrylic acid ester, For example, the structural unit derived from (meth) acrylic acid 3-hydroxy-1-adamantyl ester, 2-hydroxyethyl (meth) acrylic acid The structural unit derived from ester can be mentioned. As a structural unit derived from the said cyano group containing (meth) acrylic acid ester, For example, the structural unit derived from (meth) acrylic acid 2-cyanomethyl-2-adamantyl ester, and (meth) acrylic acid 2-cyanoethyl The structural unit derived from ester can be mentioned. As a structural unit derived from the said ketone carbonyl group containing (meth) acrylic acid ester, For example, the structural unit derived from (meth) acrylic acid 4-oxo-1- adamantyl ester, (meth) acrylic acid 5-oxo- [2.2. 1] The structural unit derived from hept-2-yl ester, etc. are mentioned.

[a1] 중합체에서의 상기 다른 구조 단위의 함유 비율로서는, [a1] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 통상 30 몰% 이하이고, 20 몰% 이하가 바람직하다.As a content rate of the said other structural unit in a [a1] polymer, it is 30 mol% or less normally with respect to all the structural units which comprise a [a1] polymer, and 20 mol% or less is preferable.

[[a2] 중합체][[a2] polymer]

[a2] 중합체는 상기 구조 단위 (III)을 갖는 중합체이다. 감방사선성 수지 조성물이 불소 원자를 포함하는 상기 특정한 구조 단위를 갖는 [a2] 중합체를 함유함으로써, 이 [a2] 중합체가 레지스트막 형성시에 그의 표층에 편재되어, 액침 노광시에 레지스트막 중으로부터 액침액으로의 [b] 산 발생체 등의 용출을 억제하고, 레지스트막 표면의 소수성을 높여 보다 고속 스캔이 가능해진다.The polymer [a2] is a polymer having the structural unit (III). By the radiation-sensitive resin composition containing the polymer [a2] having the above specific structural unit containing a fluorine atom, the polymer [a2] is localized in its surface layer at the time of forming the resist film, and is released from the resist film at the time of immersion exposure. Elution of the [b] acid generator or the like into the immersion liquid is suppressed and the hydrophobicity of the surface of the resist film is increased to enable higher speed scanning.

상기 구조 단위 (III)은, 상기 화학식 (3-1)로 표시되는 구조 단위 (III-1) 및 하기 화학식 (3-2)로 표시되는 구조 단위 (III-2)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 구조 단위이다.The structural unit (III) is at least selected from the group consisting of the structural unit (III-1) represented by the general formula (3-1) and the structural unit (III-2) represented by the following general formula (3-2). It is one structural unit.

[구조 단위 (III-1)][Structural Unit (III-1)]

구조 단위 (III-1)은 상기 화학식 (3-1)로 표시되는 구조 단위이다.Structural unit (III-1) is a structural unit represented by the said General formula (3-1).

상기 화학식 (3-1) 중, R1은 수소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. R2는 불소 원자를 갖는 탄소수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 또는 불소 원자를 갖는 탄소수 4 내지 20의 1가의 지환식 탄화수소기이다. 단, 상기 알킬기 및 지환식 탄화수소기의 수소 원자의 일부 또는 전부는 치환되어 있을 수도 있다.In said general formula (3-1), R <1> is a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R <2> is a C1-C6 linear or branched alkyl group which has a fluorine atom, or a C4-C20 monovalent alicyclic hydrocarbon group which has a fluorine atom. However, one part or all part of the hydrogen atom of the said alkyl group and alicyclic hydrocarbon group may be substituted.

상기 탄소수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기 등을 들 수 있다.As said C1-C6 linear or branched alkyl group, a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, n-butyl group etc. are mentioned, for example.

상기 탄소수 4 내지 20의 1가의 지환식 탄화수소기로서는, 예를 들면 시클로펜틸기, 시클로펜틸프로필기, 시클로헥실기, 시클로헥실메틸기, 시클로헵틸기, 시클로옥틸기, 시클로옥틸메틸기 등을 들 수 있다.As said C4-C20 monovalent alicyclic hydrocarbon group, a cyclopentyl group, a cyclopentyl propyl group, a cyclohexyl group, a cyclohexyl methyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclooctyl methyl group etc. are mentioned, for example. .

구조 단위 (III-1)을 제공하는 단량체로서는, 트리플루오로메틸(메트)아크릴레이트, 2,2,2-트리플루오로에틸(메트)아크릴레이트, 퍼플루오로에틸(메트)아크릴레이트, 퍼플루오로 n-프로필(메트)아크릴레이트, 퍼플루오로 i-프로필(메트)아크릴레이트, 퍼플루오로 n-부틸(메트)아크릴레이트, 퍼플루오로 i-부틸(메트)아크릴레이트, 퍼플루오로 t-부틸(메트)아크릴레이트, 퍼플루오로시클로헥실(메트)아크릴레이트, 2-(1,1,1,3,3,3-헥사플루오로)프로필(메트)아크릴레이트, 1-(2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로)펜틸(메트)아크릴레이트, 1-(2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로)헥실(메트)아크릴레이트, 퍼플루오로시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트, 1-(2,2,3,3,3-펜타플루오로)프로필(메트)아크릴레이트, 1-(2,2,3,3,4,4,4-헵타플루오로)펜타(메트)아크릴레이트, 1-(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-헵타데카플루오로)데실(메트)아크릴레이트, 1-(5-트리플루오로메틸-3,3,4,4,5,6,6,6-옥타플루오로)헥실(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.As a monomer which provides a structural unit (III-1), a trifluoromethyl (meth) acrylate, 2,2,2- trifluoroethyl (meth) acrylate, a perfluoroethyl (meth) acrylate, purple Luoro n-propyl (meth) acrylate, perfluoro i-propyl (meth) acrylate, perfluoro n-butyl (meth) acrylate, perfluoro i-butyl (meth) acrylate, perfluoro t-butyl (meth) acrylate, perfluorocyclohexyl (meth) acrylate, 2- (1,1,1,3,3,3-hexafluoro) propyl (meth) acrylate, 1- (2 , 2,3,3,4,4,5,5-octafluoro) pentyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro) hexyl (Meth) acrylate, perfluorocyclohexylmethyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3,3,3-pentafluoro) propyl (meth) acrylate, 1- (2,2,3 , 3,4,4,4-heptafluoro) penta (meth) acrylate, 1- (3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9 , 10,10,10- Tadecafluoro) decyl (meth) acrylate, 1- (5-trifluoromethyl-3,3,4,4,5,6,6,6-octafluoro) hexyl (meth) acrylate, etc. Can be mentioned.

구조 단위 (III-1)로서는, 예를 들면 하기 화학식 (3-1-1) 및 (3-1-2)로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.As structural unit (III-1), the structural unit etc. which are represented by following General formula (3-1-1) and (3-1-2) are mentioned, for example.

Figure pct00012
Figure pct00012

상기 화학식 (3-1-1) 및 (3-1-2) 중, R1은 상기 화학식 (3-1)과 동일한 의미이다.R <1> is synonymous with the said General formula (3-1) in the said General formula (3-1-1) and (3-1-2).

[a2] 중합체에서 구조 단위 (III-1)의 함유 비율로서는, [a2] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 40 몰% 내지 100 몰%가 바람직하다. 또한, [a2] 중합체는 구조 단위 (III-1)을 1종 또는 2종 이상을 가질 수도 있다.As a content rate of a structural unit (III-1) in a polymer [a2], 40 mol%-100 mol% are preferable with respect to the total structural units which comprise a polymer of [a2]. In addition, the polymer [a2] may have one kind or two or more kinds of the structural unit (III-1).

[구조 단위 (III-2)][Structural Unit (III-2)]

구조 단위 (III-2)는 상기 화학식 (3-2)로 표시되는 구조 단위이다.Structural unit (III-2) is a structural unit represented by the said General formula (3-2).

상기 화학식 (3-2) 중, R3은 수소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이다. R4는 (m+1)가의 연결기이다. m은 1 내지 3의 정수이다. X는 불소 원자를 갖는 2가의 연결기이다. R5는 수소 원자 또는 1가의 유기기이다. 단, m이 2 또는 3인 경우, 복수개의 X 및 R5는 각각 동일하거나 상이할 수 있다.In said general formula (3-2), R <3> is a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. R 4 is a (m + 1) valence group. m is an integer of 1-3. X is a divalent linking group having a fluorine atom. R 5 is a hydrogen atom or a monovalent organic group. However, when m is 2 or 3, some X and R <5> may be the same or different, respectively.

상기 R4로 표시되는 (m+1)가의 연결기로서는, 예를 들면 상기 화학식 (3-2)에서의 R1과 동일한 것을 들 수 있다. 또한, R4가 탄화수소기인 경우, R4의 X측의 말단에 산소 원자, 황 원자, -NR'-, 카르보닐기, -COO- 또는 -CONH-가 결합된 구조일 수도 있다. 단, R'은 수소 원자 또는 1가의 유기기이다.As a (m + 1) valent coupling group represented by said R <4> , the same thing as R <1> in the said General formula (3-2) is mentioned, for example. Moreover, when R <4> is a hydrocarbon group, the structure which the oxygen atom, the sulfur atom, -NR'-, the carbonyl group, -COO-, or -CONH- couple | bonded with the terminal at the X side of R <4> may be sufficient. However, R 'is a hydrogen atom or monovalent organic group.

상기 화학식 (3-2) 중, X가 나타내는 2가의 연결기로서는 불소 원자를 갖는 탄소수 1 내지 20의 2가의 쇄상 탄화수소기가 바람직하다. X로서는 하기 화학식 (X-1) 내지 (X-6)으로 표시되는 구조를 들 수 있다.In the formula (3-2), as the divalent linking group represented by X, a C 1 to C 20 divalent chain hydrocarbon group having a fluorine atom is preferable. Examples of X include the structures represented by the following formulas (X-1) to (X-6).

Figure pct00013
Figure pct00013

X로서는, 상기 화학식 (X-1)로 표시되는 구조가 바람직하다.As X, the structure represented by the said general formula (X-1) is preferable.

상기 구조 단위 (III-2)로서는, 예를 들면 하기 화학식 (3-2-1) 및 (3-2-2)로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.As said structural unit (III-2), the structural unit etc. which are represented by following General formula (3-2-1) and (3-2-2) are mentioned, for example.

Figure pct00014
Figure pct00014

상기 화학식 (3-2-1) 중, R4는 탄소수 1 내지 20의 2가의 직쇄상, 분지상 또는 환상의 포화 또는 불포화된 탄화수소기이다. R3, X 및 R5는 상기 화학식 (3-2)와 동일한 의미이다.In said general formula (3-2-1), R <4> is a C1-C20 divalent linear, branched, or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group. R 3 , X and R 5 have the same meanings as in the general formula (3-2).

상기 화학식 (3-2-2) 중, R3, X, R5 및 m은 상기 화학식 (3-2)와 동일한 의미이다. 단, m이 2 또는 3인 경우, 복수개의 X 및 R5는 각각 동일하거나 상이할 수 있다.In said general formula (3-2-2), R <3> , X, R <5> and m are synonymous with the said General formula (3-2). However, when m is 2 or 3, some X and R <5> may be the same or different, respectively.

상기 화학식 (3-2-1)로 표시되는 구조 단위로서는, 예를 들면 하기 화학식 (3-2-1-1) 및 하기 화학식 (3-2-1-2)로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다. 또한, 상기 화학식 (3-2-2)로 표시되는 구조 단위로서는, 예를 들면 하기 화학식 (3-2-2-1)로 표시되는 구조 단위 등을 들 수 있다.As a structural unit represented by the said General formula (3-2-1), the structural unit represented by the following general formula (3-2-1-1) and the following general formula (3-2-1-2), etc. are mentioned, for example. Can be. Moreover, as a structural unit represented by the said General formula (3-2-2), the structural unit represented by the following general formula (3-2-2-1), etc. are mentioned, for example.

Figure pct00015
Figure pct00015

상기 화학식 (3-2-1-1), (3-2-1-2) 및 (3-2-2-1) 중, R3은 상기 화학식 (3-2)와 동일한 의미이다.In said general formula (3-2-1-1), (3-2-1-2), and (3-2-2-1), R <3> is synonymous with the said general formula (3-2).

구조 단위 (III)을 제공하는 단량체로서는, 예를 들면 (메트)아크릴산(1,1,1-트리플루오로-2-트리플루오로메틸-2-히드록시-3-프로필)에스테르, (메트)아크릴산(1,1,1-트리플루오로-2-트리플루오로메틸-2-히드록시-4-부틸)에스테르, (메트)아크릴산(1,1,1-트리플루오로-2-트리플루오로메틸-2-히드록시-5-펜틸)에스테르, (메트)아크릴산(1,1,1-트리플루오로-2-트리플루오로메틸-2-히드록시-4-펜틸)에스테르, (메트)아크릴산 2-{[5-(1',1',1'-트리플루오로-2'-트리플루오로메틸-2'-히드록시)프로필]비시클로[2.2.1]헵틸}에스테르 등을 들 수 있다.As a monomer which provides a structural unit (III), it is (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2- trifluoromethyl-2-hydroxy-3- propyl) ester, (meth), for example. Acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-butyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoro Methyl-2-hydroxy-5-pentyl) ester, (meth) acrylic acid (1,1,1-trifluoro-2-trifluoromethyl-2-hydroxy-4-pentyl) ester, (meth) acrylic acid 2-{[5- (1 ', 1', 1'-trifluoro-2'-trifluoromethyl-2'-hydroxy) propyl] bicyclo [2.2.1] heptyl} ester, etc. are mentioned. have.

[a2] 중합체에서 구조 단위 (III)의 함유 비율로서는, [a2] 중합체를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여 30 몰% 내지 100 몰%가 바람직하다. 또한, [a2] 중합체는 구조 단위 (III)을 1종 또는 2종 이상을 가질 수도 있다.As a content rate of a structural unit (III) in a [a2] polymer, 30 mol%-100 mol% are preferable with respect to the total structural units which comprise a [a2] polymer. In addition, the polymer [a2] may have one or two or more structural units (III).

[a2] 중합체는 「다른 구조 단위」로서 현상액에 대한 가용성을 높이기 위해, [a1] 중합체에 대하여 상술한 락톤 구조를 포함하는 구조 단위, 에칭 내성을 높이기 위해 지환식 화합물을 포함하는 구조 단위, 기판으로부터의 반사를 억제하기 위해 방향족 화합물에서 유래하는 구조 단위 등을 1종 이상 더 가질 수도 있다.[a2] The polymer is a “other structural unit”, a structural unit containing a lactone structure as described above for a polymer [a1], a structural unit containing an alicyclic compound to increase etching resistance, and a substrate in order to increase the solubility in a developing solution. In order to suppress reflection from, you may further have 1 or more types of structural units derived from an aromatic compound.

[a2] 중합체는 산 해리성기를 갖지 않는 중합체인 것이 바람직하다. [a2] 중합체가 산 해리성기를 갖지 않으면, 상술한 액침 노광시의 산 발생체 등의 용출 억제 및 레지스트막 표면의 소수성을 더 높일 수 있다. 또한, 유기 용매 현상을 이용하는 상기 레지스트 패턴 형성 방법에서는, 산 해리성기를 갖지 않는 [a2] 중합체라 하더라도 용해 잔사 등에 의한 현상 결함의 발생 등은 억제된다.The polymer [a2] is preferably a polymer having no acid dissociable group. If the polymer (a2) does not have an acid dissociable group, the elution suppression of an acid generator or the like during the immersion exposure described above and the hydrophobicity of the resist film surface can be further improved. Moreover, in the said resist pattern formation method using organic solvent development, even if it is a [a2] polymer which does not have an acid dissociable group, generation | occurrence | production of the development defect by a dissolution residue etc. is suppressed.

<[a1] 중합체 및 [a2] 중합체의 합성 방법><Synthesis method of polymer [a1] and polymer [a2]>

[a1] 중합체 및 [a2] 중합체는, 예를 들면 소정의 각 구조 단위를 제공하는 단량체를, 라디칼 중합 개시제를 사용하여 적당한 용매 중에서 중합함으로써 합성할 수 있다.The polymer [a1] and the polymer [a2] can be synthesized by, for example, polymerizing a monomer that provides each of the predetermined structural units in a suitable solvent using a radical polymerization initiator.

상기 중합에서의 반응 온도로서는 통상 40 ℃ 내지 150 ℃, 50 ℃ 내지 120 ℃가 바람직하다. 반응 시간으로서는 통상 1시간 내지 48시간, 1시간 내지 24시간이 바람직하다.As reaction temperature in the said superposition | polymerization, 40 degreeC-150 degreeC and 50 degreeC-120 degreeC are preferable normally. As reaction time, 1 hour-48 hours and 1 hour-24 hours are preferable normally.

[a1] 중합체의 Mw로서는 1,000 내지 50,000이 바람직하고, 1,000 내지 30,000이 보다 바람직하고, 1,000 내지 10,000이 특히 바람직하다. [a1] 중합체의 Mw를 상기 범위로 함으로써, 레지스트로서 사용하기에 충분한 용매에 대한 용해성이 있고, 드라이 에칭 내성이나 레지스트 패턴 형상이 양호해진다.As Mw of a polymer, 1,000-50,000 are preferable, 1,000-30,000 are more preferable, 1,000-10,000 are especially preferable. By setting the Mw of the polymer [a1] in the above range, there is solubility in a solvent sufficient for use as a resist, and dry etching resistance and resist pattern shape are improved.

[a1] 중합체의 Mw와 GPC법에 의한 폴리스티렌 환산 수 평균 분자량(Mn)의 비(Mw/Mn)로서는 통상 1 내지 3이고, 바람직하게는 1 내지 2이다.As ratio (Mw / Mn) of Mw of a polymer and polystyrene conversion number average molecular weight (Mn) by GPC method, it is 1-3 normally, Preferably it is 1-2.

[a2] 중합체의 겔 투과 크로마토그래피(GPC)법에 의한 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(Mw)으로서는 1,000 내지 50,000이 바람직하고, 1,000 내지 30,000이 보다 바람직하고, 1,000 내지 10,000이 특히 바람직하다. [a2] 중합체의 Mw가 1,000 미만인 경우, 충분한 전진 접촉각을 얻을 수 없다. 한편, Mw가 50,000을 초과하면, 레지스트로 했을 때의 현상성이 저하되는 경향이 있다.As a polystyrene conversion weight average molecular weight (Mw) by the gel permeation chromatography (GPC) method of a polymer, [a2], 1,000-50,000 are preferable, 1,000-30,000 are more preferable, 1,000-10,000 are especially preferable. When the Mw of the polymer [a2] is less than 1,000, a sufficient forward contact angle cannot be obtained. On the other hand, when Mw exceeds 50,000, there exists a tendency for the developability at the time of setting it as a resist to fall.

[a2] 중합체의 Mw와 Mn으로서는 통상 1 내지 3이고, 바람직하게는 1 내지 2이다.As Mw and Mn of a polymer [a2], it is 1-3 normally, Preferably it is 1-2.

[[b] 산 발생체][[b] acid generator]

상기 감방사선성 수지 조성물에 함유되는 [b] 산 발생체는 노광에 의해 산을 발생하고, 이 산에 의해 상기 [a] 중합체 중에 존재하는 산 해리성기 등을 해리시켜, 카르복실기 등의 극성기를 발생시킨다. 그 결과 [a1] 중합체의 유기 용매에 대한 용해도가 감소한다. 상기 감방사선성 수지 조성물에서의 [b] 산 발생체의 함유 형태로서는, 후술하는 바와 같은 화합물의 형태(이하, 적절하게 「[b] 산 발생제」라고 함)일 수도 있고, 중합체의 일부로서 삽입된 형태일 수도 있고, 이들 양쪽의 형태일 수도 있다.The acid generator [b] contained in the radiation-sensitive resin composition generates an acid by exposure, dissociates an acid dissociable group, etc. present in the polymer [a] with this acid, and generates a polar group such as a carboxyl group. Let's do it. As a result, the solubility of the [a1] polymer in the organic solvent is reduced. As a containing form of the acid generator [b] in the said radiation sensitive resin composition, the form (henceforth "the" bb acid generator ") suitably mentioned later may be sufficient as a part of a polymer, It may be in the form of being inserted, or in the form of both.

[b] 산 발생제로서는, 예를 들면 오늄염 화합물, 술폰이미드 화합물, 할로겐 함유 화합물, 디아조케톤 화합물 등을 들 수 있다. 이들 [b] 산 발생제 중, 오늄염 화합물이 바람직하다.[b] As an acid generator, an onium salt compound, a sulfonimide compound, a halogen containing compound, a diazo ketone compound, etc. are mentioned, for example. Of these acid generators, onium salt compounds are preferable.

오늄염 화합물로서는, 예를 들면 술포늄염, 테트라히드로티오페늄염, 요오도늄염, 포스포늄염 등의 오늄염, N-술포닐옥시이미드 화합물, 디아조늄염, 피리디늄염 등을 들 수 있다.As an onium salt compound, onium salts, such as a sulfonium salt, a tetrahydrothiophenium salt, an iodonium salt, a phosphonium salt, an N-sulfonyloxyimide compound, a diazonium salt, a pyridinium salt, etc. are mentioned, for example.

상기 술포늄염으로서는, 예를 들면As said sulfonium salt, it is, for example

트리페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 트리페닐술포늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 트리페닐술포늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 트리페닐술포늄 2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 트리페닐술포늄캄포술포네이트, 트리페닐술포늄 2-(1-아다만틸)-1,1-디플루오로에탄술포네이트, 4-시클로헥실페닐디페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 4-시클로헥실페닐디페닐술포늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 4-시클로헥실페닐디페닐술포늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 4-시클로헥실페닐디페닐술포늄 2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 4-시클로헥실페닐디페닐술포늄캄포술포네이트, 4-메탄술포닐페닐디페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 4-메탄술포닐페닐디페닐술포늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 4-메탄술포닐페닐디페닐술포늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 4-메탄술포닐페닐디페닐술포늄 2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 4-메탄술포닐페닐디페닐술포늄캄포술포네이트, 트리페닐술포늄 1,1,2,2-테트라플루오로-6-(1-아다만탄카르보닐옥시)-헥산-1-술포네이트 등을 들 수 있다.Triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, triphenylsulfonium perfluoro-n-octanesulfonate, triphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2. 1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, triphenylsulfonium camphorsulfonate, triphenylsulfonium 2- (1-adamantyl) -1,1-di Fluoroethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfoniumtrifluoromethanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium Perfluoro-n-octanesulfonate, 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4 -Cyclohexylphenyldiphenylsulfonium camphorsulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium nonaflu Oro-n-butanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfoniumperfluoro-n-octanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2 -Yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 4-methanesulfonylphenyldiphenylsulfonium camphorsulfonate, triphenylsulfonium 1,1,2,2-tetrafluoro-6- (1-adamantanecarbonyloxy) -hexane-1-sulfonate etc. are mentioned.

테트라히드로티오페늄염으로서는, 예를 들면As tetrahydrothiophenium salt, it is, for example

1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄트리플루오로메탄술포네이트, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄 2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄캄포술포네이트, 1-(6-n-부톡시나프탈렌-2-일)테트라히드로티오페늄트리플루오로메탄술포네이트, 1-(6-n-부톡시나프탈렌-2-일)테트라히드로티오페늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 1-(6-n-부톡시나프탈렌-2-일)테트라히드로티오페늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 1-(6-n-부톡시나프탈렌-2-일)테트라히드로티오페늄 2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 1-(6-n-부톡시나프탈렌-2-일)테트라히드로티오페늄캄포술포네이트, 1-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)테트라히드로티오페늄트리플루오로메탄술포네이트, 1-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)테트라히드로티오페늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 1-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)테트라히드로티오페늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 1-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)테트라히드로티오페늄 2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 1-(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)테트라히드로티오페늄캄포술포네이트 등을 들 수 있다.1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiopheniumtrifluoromethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiopheniumnonafluoro -n-butanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalen-1-yl) tetrahydrothiopheniumperfluoro-n-octanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalene-1- Yl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (4-n-butoxynaphthalene-1- I) tetrahydrothiophenium camphorsulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiopheniumtrifluoromethanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalene-2 -Yl) tetrahydrothiopheniumnonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiopheniumperfluoro-n-octanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetra Luoroethanesulfonate, 1- (6-n-butoxynaphthalen-2-yl) tetrahydrothiophenium camphorsulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium Trifluoromethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium nonafluoro-n-butanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxy Phenyl) tetrahydrothiopheniumperfluoro-n-octanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2- 1-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, 1- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) tetrahydrothiophenium camphorsulfonate, etc. are mentioned.

요오도늄염으로서는, 예를 들면As iodonium salt, for example

디페닐요오도늄트리플루오로메탄술포네이트, 디페닐요오도늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 디페닐요오도늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 디페닐요오도늄 2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 디페닐요오도늄캄포술포네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄트리플루오로메탄술포네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄퍼플루오로-n-옥탄술포네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄 2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포네이트, 비스(4-t-부틸페닐)요오도늄캄포술포네이트 등을 들 수 있다.Diphenyliodonium trifluoromethanesulfonate, diphenyliodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, diphenyliodonium perfluoro-n-octanesulfonate, diphenyliodonium 2-bi Cyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, diphenyliodonium camphorsulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodoniumtrifluor Romethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium nonafluoro-n-butanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium perfluoro-n-octanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium 2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) Iodonium camphor sulfonate, and the like.

N-술포닐옥시이미드 화합물로서는, 예를 들면As an N-sulfonyloxyimide compound, for example

N-(트리플루오로메탄술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(노나플루오로-n-부탄술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(퍼플루오로-n-옥탄술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(2-비시클로[2.2.1]헵트-2-일-1,1,2,2-테트라플루오로에탄술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(2-(3-테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데카닐)-1,1-디플루오로에탄술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드, N-(캄포술포닐옥시)비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복시이미드 등을 들 수 있다.N- (trifluoromethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxyimide, N- (nonnafluoro-n-butanesulfonyloxy) bicyclo [2.2 .1] hept-5-ene-2,3-dicarboxyimide, N- (perfluoro-n-octanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxyi Mead, N- (2-bicyclo [2.2.1] hept-2-yl-1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2 , 3-dicarboxyimide, N- (2- (3-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10 ] dodecanyl) -1,1-difluoroethanesulfonyloxy) bicyclo [2.2 .1] hept-5-ene-2,3-dicarboxyimide, N- (camphorsulfonyloxy) bicyclo [2.2.1] hept-5-ene-2,3-dicarboxyimide, etc. are mentioned. .

이들 중에서도 오늄염이 바람직하고, 술포늄염이 보다 바람직하고, 트리페닐술포늄 1,1,2,2-테트라플루오로-6-(1-아다만탄카르보닐옥시)-헥산-1-술포네이트, 4-시클로헥실페닐디페닐술포늄노나플루오로-n-부탄술포네이트, 트리페닐술포늄 2-(1-아다만틸)-1,1-디플루오로에탄술포네이트가 바람직하다.Among these, onium salts are preferable, and sulfonium salts are more preferable, and triphenylsulfonium 1,1,2,2-tetrafluoro-6- (1-adamantanecarbonyloxy) -hexane-1-sulfonate , 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate and triphenylsulfonium 2- (1-adamantyl) -1,1-difluoroethanesulfonate are preferable.

[b] 산 발생체는 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다. [b] 산 발생체의 사용량으로서는, [b] 산 발생제의 경우 레지스트로서의 감도 및 현상성을 확보하는 관점에서 [a1] 중합체 100 질량부에 대하여 통상 0.1 질량부 이상 20 질량부 이하, 바람직하게는 0.5 질량부 이상 15 질량부 이하이다. 이 경우, [b] 산 발생제의 함유량이 0.1 질량부 미만이면 감도 및 현상성이 저하되는 경향이 있으며, 한편 20 질량부를 초과하면 방사선에 대한 투명성이 저하되어, 원하는 레지스트 패턴을 얻기 어려워지는 경향이 있다. 또한, [b] 산 발생제는 상기 오늄염 구조를 갖는 (메트)아크릴산에스테르를 사용하여, [a1] 중합체 중의 구조 단위로서 함유하고 있을 수도 있다.[b] An acid generator may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. [b] As the amount of the acid generator used, in the case of the [b] acid generator, from 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer [a1] from the viewpoint of securing the sensitivity and developability as a resist, preferably Is 0.5 mass part or more and 15 mass parts or less. In this case, when the content of the [b] acid generator is less than 0.1 part by mass, the sensitivity and developability tend to be lowered. On the other hand, when the amount of the acid generator is greater than 20 parts by mass, transparency to radiation is lowered, and a desired resist pattern becomes difficult to obtain. There is this. In addition, the acid generator [b] may be contained as a structural unit in the [a1] polymer using the (meth) acrylic acid ester having the onium salt structure.

[기타 임의 성분][Other optional ingredients]

상기 감방사선성 수지 조성물은 [a1] 중합체, [a2] 중합체 및 [b] 산 발생체 이외에도, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 기타 임의 성분으로서 [c] 산 확산 제어체, [d] 용매, 지환식 골격 함유 화합물, 계면활성제, 증감제 등을 함유할 수 있다.The radiation-sensitive resin composition is a [c] acid diffusion controller, [d] as other optional components in addition to the polymer [a1], the polymer [a2], and the acid generator [b], without impairing the effects of the present invention. A solvent, an alicyclic skeleton containing compound, surfactant, a sensitizer, etc. can be contained.

[[c] 산 확산 제어체][[c] acid diffusion controller]

[c] 산 확산 제어체는, 노광에 의해 [b] 산 발생체로부터 발생하는 산의 레지스트막 중에서의 확산 현상을 제어하고, 비노광 영역에서의 바람직하지 않은 화학반응을 억제하는 효과를 발휘하고, 얻어지는 감방사선성 수지 조성물의 저장 안정성이 더욱 향상되고, 레지스트로서의 해상도가 더욱 향상됨과 동시에, 노광부터 현상 처리까지의 노광 후 지연 시간의 변동에 의한 레지스트 패턴의 선폭 변화를 억제할 수 있으며, 공정 안정성이 매우 우수한 조성물이 얻어진다. [c] 산 확산 제어제의 상기 감방사선성 수지 조성물에서의 함유 형태로서는, 유리된 화합물의 형태(이하, 적절하게 「[c] 산 확산 제어제」라고 함)일 수도 있고, 중합체의 일부로서 삽입된 형태일 수도 있고, 이들 양쪽의 형태일 수도 있다.The acid diffusion controller [c] controls the diffusion phenomenon of the acid generated from the acid generator [b] by exposure, and exhibits an effect of suppressing undesirable chemical reaction in the non-exposed region. The storage stability of the obtained radiation-sensitive resin composition is further improved, the resolution as a resist is further improved, and the line width change of the resist pattern due to the variation in the post-exposure delay time from exposure to development can be suppressed. A composition with very good stability is obtained. [c] The form of the free compound (hereinafter referred to as "[c] acid diffusion control agent") may be sufficient as a containing form in the said radiation sensitive resin composition of an acid diffusion control agent, and it is a part of a polymer. It may be in the form of being inserted, or in the form of both.

[c] 산 확산 제어제로서는, 예를 들면 아민 화합물, 아미드기 함유 화합물, 우레아 화합물, 질소 함유 복소환 화합물 등을 들 수 있다.[c] As an acid diffusion control agent, an amine compound, an amide group containing compound, a urea compound, a nitrogen containing heterocyclic compound, etc. are mentioned, for example.

상기 아민 화합물로서는, 예를 들면 모노(시클로)알킬아민류; 디(시클로)알킬아민류; 트리(시클로)알킬아민류; 치환 알킬아닐린 또는 그의 유도체; 에틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민, 테트라메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노벤조페논, 4,4'-디아미노디페닐아민, 2,2-비스(4-아미노페닐)프로판, 2-(3-아미노페닐)-2-(4-아미노페닐)프로판, 2-(4-아미노페닐)-2-(3-히드록시페닐)프로판, 2-(4-아미노페닐)-2-(4-히드록시페닐)프로판, 1,4-비스(1-(4-아미노페닐)-1-메틸에틸)벤젠, 1,3-비스(1-(4-아미노페닐)-1-메틸에틸)벤젠, 비스(2-디메틸아미노에틸)에테르, 비스(2-디에틸아미노에틸)에테르, 1-(2-히드록시에틸)-2-이미다졸리디논, 2-퀴녹살리놀, N,N,N',N'-테트라키스(2-히드록시프로필)에틸렌디아민, N,N,N',N'',N''-펜타메틸디에틸렌트리아민 등을 들 수 있다.As said amine compound, For example, Mono (cyclo) alkylamines; Di (cyclo) alkylamines; Tri (cyclo) alkylamines; Substituted alkylanilines or derivatives thereof; Ethylenediamine, N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylether, 4, 4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminodiphenylamine, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane , 2- (4-aminophenyl) -2- (3-hydroxyphenyl) propane, 2- (4-aminophenyl) -2- (4-hydroxyphenyl) propane, 1,4-bis (1- ( 4-aminophenyl) -1-methylethyl) benzene, 1,3-bis (1- (4-aminophenyl) -1-methylethyl) benzene, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, bis (2-di Ethylaminoethyl) ether, 1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolidinone, 2-quinoxalinol, N, N, N ', N'-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine , N, N, N ', N ", N" -pentamethyldiethylenetriamine, etc. are mentioned.

상기 아미드기 함유 화합물로서는, 예를 들면 N-t-부톡시카르보닐기 함유 아미노 화합물, N-t-아밀옥시카르보닐기 함유 아미노 화합물, 포름아미드, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, 아세트아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 프로피온아미드, 벤즈아미드, 피롤리돈, N-메틸피롤리돈, N-아세틸-1-아다만틸아민, 이소시아누르산트리스(2-히드록시에틸) 등을 들 수 있다. 이들 중에서 N-t-부톡시카르보닐기 함유 아미노 화합물, N-t-아밀옥시카르보닐기 함유 아미노 화합물이 바람직하고, N-t-부톡시카르보닐-4-히드록시피페리딘, N-t-아밀옥시카르보닐-4-히드록시피페리딘, N-t-부톡시카르보닐피롤리딘, N-t-부톡시카르보닐-2-히드록시메틸피롤리딘, N-t-부톡시카르보닐-2-페닐벤즈이미다졸이 바람직하다.Examples of the amide group-containing compound include Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compounds, Nt-amyloxycarbonyl group-containing amino compounds, formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, acetamide, and N-. Methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, propionamide, benzamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, N-acetyl-1-adamantylamine, isocyanuric acid tris (2-hydroxy Ethyl). Of these, Nt-butoxycarbonyl group-containing amino compounds and Nt-amyloxycarbonyl group-containing amino compounds are preferable, and Nt-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine and Nt-amyloxycarbonyl-4-hydroxypi Pyridine, Nt-butoxycarbonylpyrrolidine, Nt-butoxycarbonyl-2-hydroxymethylpyrrolidine, Nt-butoxycarbonyl-2-phenylbenzimidazole are preferred.

상기 우레아 화합물로서는, 예를 들면 요소, 메틸우레아, 1,1-디메틸우레아, 1,3-디메틸우레아, 1,1,3,3-테트라메틸우레아, 1,3-디페닐우레아, 트리-n-부틸티오우레아 등을 들 수 있다.Examples of the urea compound include urea, methylurea, 1,1-dimethylurea, 1,3-dimethylurea, 1,1,3,3-tetramethylurea, 1,3-diphenylurea, and tri-n. -Butylthiourea etc. are mentioned.

상기 질소 함유 복소환 화합물로서는, 예를 들면 이미다졸류; 피리딘류; 피페라진류; 피라진, 피라졸, 피리다진, 퀴녹살린, 푸린, 피롤리딘, 피페리딘, 피페리딘에탄올, 3-피페리디노-1,2-프로판디올, 모르폴린, 4-메틸모르폴린, 1-(4-모르폴리닐)에탄올, 4-아세틸모르폴린, 3-(N-모르폴리노)-1,2-프로판디올, 1,4-디메틸피페라진, 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄 등을 들 수 있다.As said nitrogen-containing heterocyclic compound, For example, imidazole; Pyridines; Piperazines; Piperidine, piperidine, piperazine, pyrazole, pyridazine, quinoxaline, purine, pyrrolidine, piperidine, piperidine ethanol, 3-piperidino-1,2-propanediol, morpholine, 4- (4-morpholinyl) ethanol, 4-acetylmorpholine, 3- (N-morpholino) -1,2-propanediol, 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diazabicyclo [2.2. 2] octane.

또한 [c] 산 확산 제어제로서, 노광에 의해 감광하여 염기를 발생하는 광 붕괴성 염기를 사용할 수도 있다. 광 붕괴성 염기의 일례로서, 노광에 의해 분해되어 산 확산 제어성을 잃는 오늄염 화합물이 있다. 오늄염 화합물로서는, 예를 들면 하기 화학식 (c1)로 표시되는 술포늄염 화합물, 하기 화학식 (c2)로 표시되는 요오도늄염 화합물을 들 수 있다.As the acid diffusion control agent [c], a photodegradable base that is exposed to light and generates a base by exposure can also be used. As an example of a photodegradable base, there is an onium salt compound which decomposes upon exposure and loses acid diffusion controllability. As an onium salt compound, the sulfonium salt compound represented by the following general formula (c1), and the iodonium salt compound represented by the following general formula (c2) are mentioned, for example.

Figure pct00016
Figure pct00016

상기 화학식 (c1) 및 화학식 (c2) 중, Ra 내지 Re는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알콕실기, 히드록실기 또는 할로겐 원자이다. Z- 및 E-는 OH-, Rf-COO- 또는 Rf-SO3 -이다. 단, Rf는 알킬기, 아릴기, 알카릴기 또는 하기 화학식 (d3)으로 표시되는 음이온이다.In the formulas (c1) and (c2), R a to R e are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a hydroxyl group or a halogen atom. Z - and E - is OH -, R f -COO - or R f -SO 3 - a. However, R f is an alkyl group, an aryl group, an alkali group or an anion represented by the following general formula (d3).

Figure pct00017
Figure pct00017

상기 화학식 (c3) 중, R24는 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소 원자로 치환되어 있을 수도 있는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 12의 직쇄상 또는 분지상의 알콕시기이다. u는 0 내지 2의 정수이다.In said Formula (c3), R <24> is a C1-C12 linear or branched alkyl group in which one part or all of the hydrogen atoms may be substituted by the fluorine atom, or C1-C12 linear or branched alkoxy Qi. u is an integer from 0 to 2.

상기 광 붕괴성 염기로서는, 예를 들면 하기 화학식으로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.As said photodegradable base, the compound etc. which are represented by a following formula are mentioned, for example.

Figure pct00018
Figure pct00018

이들 중에서도 트리페닐술포늄살리실레이트, 트리페닐술포늄 10-캄포술포네이트, 트리페닐술포늄 N-부틸트리플루오로메틸술폰아미드가 바람직하다.Among these, triphenylsulfonium salicylate, triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate, and triphenylsulfonium N-butyltrifluoromethylsulfonamide are preferable.

[c] 산 확산 제어체는 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다. [c] 산 확산 제어체가 [c] 산 확산 제어제인 경우의 함유량으로서는, [a1] 중합체 100 질량부에 대하여 5 질량부 미만이 바람직하다. [c] 산 확산 제어제 함유량이 5 질량부를 초과하면, 레지스트로서의 감도가 저하되는 경향이 있다.[c] The acid diffusion controller may be used alone or in combination of two or more. As content in the case where the [c] acid diffusion control body is an [c] acid diffusion control agent, less than 5 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of [a1] polymers. When the acid diffusion control agent content exceeds 5 parts by mass, the sensitivity as a resist tends to be lowered.

[[d] 용매][[d] solvent]

상기 감방사선성 수지 조성물은 통상 [d] 용매를 함유한다. 용매는 적어도 상기 [a1] 중합체, [b] 산 발생체 및 필요에 따라 첨가되는 기타 임의 성분을 용해시킬 수 있으면 특별히 한정되지 않는다. [d] 용매로서는, 예를 들면 알코올계 용매, 에테르계 용매, 케톤계 용매, 아미드계 용매, 에스테르계 용매 및 그의 혼합 용매 등을 들 수 있다.The said radiation sensitive resin composition contains a solvent [d] normally. The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve at least the polymer [a1], the acid generator [b] and other optional components added as necessary. Examples of the solvent [d] include alcohol solvents, ether solvents, ketone solvents, amide solvents, ester solvents, mixed solvents thereof, and the like.

[d] 용매의 구체예로서는, 상술한 레지스트 패턴 형성 방법의 (4) 공정에서 열거한 유기 용매와 동일한 것을 들 수 있다. 이들 중에서도 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, γ-부티로락톤이 바람직하다. 이들 [d] 용매는 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.As a specific example of [d] solvent, the thing similar to the organic solvent listed at the process (4) of the resist pattern formation method mentioned above is mentioned. Among these, propylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexanone, and (gamma) -butyrolactone are preferable. These [d] solvents may be used independently and may use 2 or more types together.

[지환식 골격 함유 화합물]Alicyclic Skeleton-Containing Compound

지환식 골격 함유 화합물은 드라이 에칭 내성, 패턴 형상, 기판과의 접착성 등을 개선하는 효과를 발휘한다.The alicyclic skeleton-containing compound exhibits an effect of improving dry etching resistance, pattern shape, adhesion with a substrate, and the like.

지환식 골격 함유 화합물로서는, 예를 들면As an alicyclic skeleton containing compound, it is, for example

1-아다만탄카르복실산, 2-아다만타논, 1-아다만탄카르복실산 t-부틸 등의 아다만탄 유도체류;Adamantane derivatives such as 1-adamantanecarboxylic acid, 2-adamantanone, and 1-adamantanecarboxylic acid t-butyl;

데옥시콜산 t-부틸, 데옥시콜산 t-부톡시카르보닐메틸, 데옥시콜산 2-에톡시에틸 등의 데옥시콜산에스테르류;Deoxycholic acid esters such as deoxycholic acid t-butyl, deoxycholic acid t-butoxycarbonylmethyl, and deoxycholic acid 2-ethoxyethyl;

리토콜산 t-부틸, 리토콜산 t-부톡시카르보닐메틸, 리토콜산 2-에톡시에틸 등의 리토콜산에스테르류;Litocholic acid ester, such as t-butyl lithocholate, t-butoxycarbonylmethyl lithocholic acid, and 2-ethoxyethyl lithocholic acid;

3-〔2-히드록시-2,2-비스(트리플루오로메틸)에틸〕테트라시클로[4.4.0.12,5.17,10]도데칸, 2-히드록시-9-메톡시카르보닐-5-옥소-4-옥사-트리시클로[4.2.1.03,7]노난 등을 들 수 있다. 이들 지환식 골격 함유 화합물은 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.Ethyl] tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10 ] dodecane, 2-hydroxy-9-methoxycarbonyl (2-hydroxy-2,2- Oxo-4-oxa-tricyclo [4.2.1.0 3,7 ] nonane. These alicyclic skeleton containing compounds may be used independently and may use 2 or more types together.

[실시예][Example]

이하에 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다. 각 물성값의 측정 방법을 하기에 나타낸다.Although an Example demonstrates this invention concretely below, this invention is not limited to these Examples. The measuring method of each physical property value is shown below.

[13C-NMR 분석] 13 C-NMR Analysis

13C-NMR 분석은 핵 자기 공명 장치(니혼 덴시 제조, JNM-EX270)를 사용하여 측정하였다. 13 C-NMR analysis was measured using a nuclear magnetic resonance apparatus (Nihon Denshi, JNM-EX270).

[[A] 폴리실록산의 용액에서의 고형분 농도][[A] Solid Concentration in Solution of Polysiloxane]

본 실시예에서의 [A] 폴리실록산의 용액에서의 고형분 농도(질량%)는, [A]실록산을 포함하는 용액 0.5 g을 30분간 250 ℃에서 소성하고, 이 용액 중의 고형분의 질량을 측정함으로써 구하였다.Solid content concentration (mass%) in the solution of [A] polysiloxane in a present Example is baked by baking 0.5 g of the solution containing [A] siloxane at 250 degreeC for 30 minutes, and measuring the mass of solid content in this solution. It was.

<[A] 폴리실록산의 합성><Synthesis of [A] polysiloxane>

[A] 폴리실록산의 합성에 사용한 실란 화합물을 하기에 나타낸다.The silane compound used for the synthesis | combination of [A] polysiloxane is shown below.

실란 화합물 (S-1): 테트라메톡시실란Silane Compound (S-1): Tetramethoxysilane

실란 화합물 (S-2): 페닐트리메톡시실란Silane Compound (S-2): Phenyltrimethoxysilane

실란 화합물 (S-3): 3-에틸-3-옥세타닐프로필트리메톡시실란Silane Compound (S-3): 3-ethyl-3-oxetanylpropyltrimethoxysilane

실란 화합물 (S-4): 메틸트리메톡시실란Silane Compound (S-4): Methyltrimethoxysilane

실란 화합물 (S-5): 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란Silane Compound (S-5): 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane

실란 화합물 (S-6): 3-(트리메톡시실릴)프로필 무수 숙신산Silane compound (S-6): 3- (trimethoxysilyl) propyl succinic anhydride

실란 화합물 (S-7): 4-히드록시페닐트리메톡시실란Silane Compound (S-7): 4-hydroxyphenyltrimethoxysilane

[합성예 1] (폴리실록산 (A-1)의 합성)Synthesis Example 1 Synthesis of Polysiloxane (A-1)

옥살산 1.28 g을 물 12.85 g에 가열 용해시켜, 옥살산 수용액을 제조하였다. 그 후, 테트라메톡시실란(상기 실란 화합물 (S-1)) 25.05 g, 페닐트리메톡시실란(상기 실란 화합물 (M-2)) 3.63 g 및 프로필렌글리콜모노에틸에테르 57.19 g을 넣은 플라스크에, 냉각관과, 제조한 옥살산 수용액을 넣은 적하 깔때기를 세팅하였다. 이어서, 유욕에서 60 ℃로 가열한 후, 옥살산 수용액을 천천히 적하하고, 60 ℃에서 4시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후, 반응 용액이 들어간 플라스크를 방냉시킨 후 증발기에 세팅하고, 반응에 의해 생성된 메탄올을 증류 제거하여 폴리실록산 (A-1)을 포함하는 용액 97.3 g을 얻었다. 얻어진 폴리실록산 (A-1) 용액 중의 고형분 농도는 18.0 질량%였다. 또한, 폴리실록산 (A-1)의 Mw는 2,000이었다.1.28 g of oxalic acid was dissolved in 12.85 g of water to prepare an aqueous oxalic acid solution. Then, to a flask containing 25.05 g of tetramethoxysilane (the silane compound (S-1)), 3.63 g of the phenyltrimethoxysilane (the silane compound (M-2)) and 57.19 g of propylene glycol monoethyl ether, The cooling tube and the dropping funnel in which the prepared oxalic acid aqueous solution were put were set. Subsequently, after heating to 60 degreeC in an oil bath, the oxalic acid aqueous solution was slowly dripped and reacted at 60 degreeC for 4 hours. After the completion of the reaction, the flask containing the reaction solution was allowed to cool, set in an evaporator, and methanol produced by the reaction was distilled off to obtain 97.3 g of a solution containing polysiloxane (A-1). Solid content concentration in the obtained polysiloxane (A-1) solution was 18.0 mass%. In addition, Mw of polysiloxane (A-1) was 2,000.

[합성예 2] (폴리실록산 (A-2)의 합성)Synthesis Example 2 (Synthesis of Polysiloxane (A-2))

테트라메틸암모늄히드록시드(TMAH) 2.92 g을 물 8.75 g에 가열 용해시켜, TMAH 수용액을 제조하였다. 그 후, 제조한 TMAH 수용액 11.67 g, 물 4.53 g 및 메탄올 20 g을 넣은 플라스크에, 냉각관과, 테트라메톡시실란(상기 실란 화합물 (S-1)) 10.65 g, 페닐트리메톡시실란(상기 실란 화합물 (S-2)) 1.98 g, 메틸트리메톡시실란(상기 실란 화합물 (S-4)) 2.72 g 및 메탄올 20 g을 넣은 적하 깔때기를 세팅하였다. 이어서, 유욕에서 50 ℃로 가열한 후, 단량체인 메탄올 용액을 천천히 적하하고, 50 ℃에서 2 시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후, 반응 용액이 들어간 플라스크를 방냉시켰다.2.92 g of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) was dissolved in 8.75 g of water to prepare an aqueous TMAH solution. Thereafter, a cooling tube, 10.65 g of tetramethoxysilane (the silane compound (S-1)), and phenyltrimethoxysilane (the above) were placed in a flask containing 11.67 g of an aqueous TMAH solution, 4.53 g of water and 20 g of methanol A dropping funnel containing 1.98 g of silane compound (S-2)), 2.72 g of methyltrimethoxysilane (the above silane compound (S-4)) and 20 g of methanol were set. Then, after heating to 50 degreeC in an oil bath, the methanol solution which is a monomer was dripped slowly, and it was made to react at 50 degreeC for 2 hours. After the reaction was completed, the flask containing the reaction solution was allowed to cool.

그 후, 무수 말레산 4.39 g을 물 16.14 g 및 메탄올 16.14 g에 용해시켜 별도 제조한 말레산메탄올 용액 36.67 g에 대하여, 상기 방냉시킨 반응액을 적하하고 30분간 교반하였다. 이어서, 4-메틸-2-펜테논 50 g을 첨가한 후 증발기에 세팅하고, 반응 용매 및 반응에 의해 생성된 메탄올을 증류 제거하여 폴리실록산의 4-메틸-2-펜테논 용액을 얻었다. 얻어진 용액을 분액 깔때기로 옮긴 후, 물 80 g을 첨가하여 1회째의 수세를 행하고, 물 40 g을 첨가하여 2회째의 수세를 행하였다. 그 후, 분액 깔때기로부터 플라스크로 옮긴 4-메틸-2-펜테논 용액에 프로필렌글리콜-1-에틸에테르 50 g을 첨가한 후 증발기에 세팅하고, 4-메틸-2-펜테논을 증류 제거하여 폴리실록산 (A-2)를 포함하는 용액 51 g을 얻었다. 얻어진 폴리실록산 (A-2) 용액 중의 고형분 농도는 18.0 질량%였다. 또한, 폴리실록산 (A-2)의 Mw는 4,000이었다.Thereafter, 4.39 g of maleic anhydride was dissolved in 16.14 g of water and 16.14 g of methanol, and 36.67 g of a maleic acid methanol solution prepared separately was added dropwise to the reaction solution and stirred for 30 minutes. Subsequently, 50 g of 4-methyl-2-pentenone was added, set in an evaporator, and the reaction solvent and methanol produced by the reaction were distilled off to obtain a 4-methyl-2-pentenone solution of polysiloxane. After the obtained solution was transferred to the separating funnel, 80 g of water was added to wash the first time, and 40 g of water was added to wash the second time. Thereafter, 50 g of propylene glycol-1-ethyl ether was added to the 4-methyl-2-pentenone solution transferred from the separating funnel to the flask, set in an evaporator, and 4-methyl-2-pentenone was distilled off to remove polysiloxane. 51 g of a solution containing (A-2) was obtained. Solid content concentration in the obtained polysiloxane (A-2) solution was 18.0 mass%. In addition, Mw of polysiloxane (A-2) was 4,000.

[합성예 3 내지 10] (폴리실록산 (A-3) 내지 (A-10)의 합성)Synthesis Examples 3 to 10 (Synthesis of Polysiloxanes (A-3) to (A-10))

표 1에 나타내는 종류 및 투입량의 실란 화합물을 사용한 것 이외에는, 합성예 1과 동일하게 하여 폴리실록산 (A-3) 내지 (A-10)을 각각 합성하였다. 얻어진 폴리실록산을 포함하는 용액의 고형분 농도와, 폴리실록산의 Mw를 합성예 1 및 2와 함께 표 1에 통합하여 나타낸다.Polysiloxanes (A-3) to (A-10) were synthesized in the same manner as in Synthesis example 1, except that the silane compound of the kind and dose shown in Table 1 was used. Solid content concentration of the solution containing the obtained polysiloxane and Mw of polysiloxane are combined and shown in Table 1 with the synthesis examples 1 and 2.

Figure pct00019
Figure pct00019

<레지스트 하층막 형성용 조성물의 제조><Preparation of the composition for forming a resist underlayer film>

레지스트 하층막 형성용 조성물의 제조에 사용한 상기 각 합성예에서 얻어진 [A] 폴리실록산 이외의 [B] 질소 함유 화합물, [C] 산 발생제 및 [D] 용매에 대하여 하기에 나타낸다.It shows below about the [B] nitrogen containing compound, [C] acid generator, and [D] solvent other than [A] polysiloxane obtained by each said synthesis example used for manufacture of the composition for resist underlayer film forming.

[[B] 질소 함유 화합물][[B] Nitrogen-Containing Compound]

B-1: N-t-아밀옥시카르보닐-4-히드록시피페리딘B-1: N-t-amyloxycarbonyl-4-hydroxypiperidine

B-2: N-t-부톡시카르보닐-4-히드록시피페리딘B-2: N-t-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine

[[C] 산 발생제][[C] acid generator]

C-1: 트리페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트C-1: triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate

C-2: 트리페닐술포늄트리시클로[3.3.1.13,7]데카닐디플루오로메탄술포네이트C-2: triphenylsulfonium tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decanyldifluoromethanesulfonate

[[D] 용매][[D] solvent]

D-1: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트D-1: Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate

D-2: 프로필렌글리콜모노에틸에테르D-2: Propylene Glycol Monoethyl Ether

D-3: 프로필렌글리콜모노프로필에테르D-3: propylene glycol monopropyl ether

[합성예 11] (레지스트 하층막 형성용 조성물 (P-1)의 제조)Synthesis Example 11 (Preparation of Resin Underlayer Film Forming Composition (P-1))

폴리실록산 (A-1) 9.70 질량부 및 질소 함유 화합물 (B-1) 0.05 질량부를 용매 (D-1) 68.74 질량부 및 용매 (D-2) 21.51 질량부에 용해시킨 후, 이 용액을 공경 0.2 ㎛의 필터로 여과하여 레지스트 하층막 형성용 조성물 (P-1)을 얻었다.9.70 parts by mass of polysiloxane (A-1) and 0.05 parts by mass of nitrogen-containing compound (B-1) were dissolved in 68.74 parts by mass of solvent (D-1) and 21.51 parts by mass of solvent (D-2). Filtration was carried out with a micrometer filter to obtain a composition for forming a resist underlayer film (P-1).

[합성예 12 내지 28] (레지스트 하층막 형성용 조성물 (P-2) 내지 (P-18)의 제조)Synthesis Examples 12 to 28 (Preparation of the composition for forming a resist underlayer film (P-2) to (P-18))

하기 표 2에 나타내는 종류 및 배합량의 각 성분을 사용한 것 이외에는, 합성예 11과 동일하게 하여 레지스트 하층막 형성용 조성물 (P-2) 내지 (P-18)을 각각 제조하였다. 표 2의 「-」는 상기하는 성분을 사용하지 않은 것을 나타낸다.Except having used each component of the kind and compounding quantity shown in following Table 2, it carried out similarly to the synthesis example 11, and manufactured the resist underlayer film formation compositions (P-2)-(P-18), respectively. "-" Of Table 2 shows that the above-mentioned component was not used.

Figure pct00020
Figure pct00020

<감방사선성 수지 조성물의 제조>&Lt; Preparation of radiation-sensitive resin composition >

<[a1] 중합체의 합성><Synthesis of polymer [a1]>

[a1] 중합체의 합성에 사용한 단량체 화합물을 이하에 나타낸다.The monomer compound used for the synthesis of the [a1] polymer is shown below.

Figure pct00021
Figure pct00021

[합성예 29] (중합체 (a1-1)의 합성)Synthesis Example 29 (Synthesis of Polymer (a1-1))

상기 화합물 (M-1) 12.9 g(50 몰%) 및 화합물 (M-2) 17.1 g(50 몰%)을 메틸에틸케톤 60 g에 용해시키고, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 1.77 g을 투입하여 용해시켜 단량체 용액을 제조하였다. 이어서, 30 g의 메틸에틸케톤을 투입한 200 mL의 삼구 플라스크를 30분간 질소 퍼징한 후, 반응솥을 교반하면서 80 ℃로 가열하고, 상기 단량체 용액을 적하 깔때기를 사용하여 3시간에 걸쳐서 적하하였다. 적하 개시를 중합 개시 시간으로 하고, 중합 반응을 6시간 동안 실시하였다. 중합 종료 후, 중합 반응 용액을 수냉하여 30 ℃ 이하로 냉각시키고, 600 g의 메탄올에 투입하여 석출된 백색 분말을 여과 분별하였다. 여과 분별한 백색 분말을 각각 150 g의 메탄올을 사용하여, 2회, 슬러리상으로 하여 세정한 후, 재차 여과 분별하고, 50 ℃에서 17시간 동안 건조시켜 백색 분말의 중합체 (a1-1)을 얻었다(수율 80 %). 13C-NMR의 결과, 중합체 (a1-1)에서의 화합물 (M-1)/(M-2)에서 유래하는 구조 단위의 함유 비율은 49/51(몰%)이었다. 또한, 중합체 (a1-1)의 Mw는 6,900, Mw/Mn은 1.35였다.12.9 g (50 mol%) of the compound (M-1) and 17.1 g (50 mol%) of the compound (M-2) were dissolved in 60 g of methyl ethyl ketone, and 2,2'-azobisisobutyronitrile ( AIBN) 1.77 g was added to dissolve to prepare a monomer solution. Subsequently, a 200 mL three-necked flask containing 30 g of methyl ethyl ketone was purged with nitrogen for 30 minutes, then heated to 80 ° C. while stirring the reaction kettle, and the monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. . The dropping start was taken as the polymerization start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After the completion of the polymerization, the polymerization reaction solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower, poured into 600 g of methanol, and the precipitated white powder was separated by filtration. The white powder separated by filtration was washed twice with slurry using 150 g of methanol, and the mixture was separated by filtration and dried again at 50 ° C. for 17 hours to obtain a white powder of polymer (a1-1). (Yield 80%). As a result of 13 C-NMR, the content ratio of the structural unit derived from the compound (M-1) / (M-2) in the polymer (a1-1) was 49/51 (mol%). Moreover, Mw of the polymer (a1-1) was 6,900 and Mw / Mn was 1.35.

[합성예 30] (중합체 (a1-2)의 합성)Synthesis Example 30 (Synthesis of Polymer (a1-2))

상기 화합물 (M-3) 14.1 g(50 몰%) 및 화합물 (M-2) 15.9 g(50 몰%)을 메틸에틸케톤 60 g에 용해하고, AIBN 0.5 g을 투입하여 용해시켜 단량체 용액을 제조하였다. 이어서, 30 g의 메틸에틸케톤을 투입한 200 mL의 삼구 플라스크를 30분간 질소 퍼징한 후, 반응솥을 교반하면서 80 ℃로 가열하고, 상기 단량체 용액을 적하 깔때기를 사용하여 3시간에 걸쳐서 적하하였다. 적하 개시를 중합 개시 시간으로 하고, 중합 반응을 6시간 동안 실시하였다. 중합 종료 후, 중합 반응 용액을 수냉하여 30 ℃ 이하로 냉각시키고, 600 g의 메탄올에 투입하여 석출된 백색 분말을 여과 분별하였다. 여과 분별한 백색 분말을 각각 150 g의 메탄올을 사용하여, 2회, 슬러리상으로 하여 세정한 후, 재차 여과 분별하고, 50 ℃에서 17시간 동안 건조시켜 백색 분말의 중합체 (a1-2)를 얻었다(수율=76.5 %). 13C-NMR의 결과, 중합체 (a1-2)에서의 화합물 (M-3)/(M-2)에서 유래하는 구조 단위의 함유 비율은 48/52(몰%)였다. 또한, 중합체 (a1-2)의 Mw는 13,200, Mw/Mn은 1.53이었다.14.1 g (50 mol%) of the compound (M-3) and 15.9 g (50 mol%) of the compound (M-2) were dissolved in 60 g of methyl ethyl ketone, and 0.5 g of AIBN was added to dissolve to prepare a monomer solution. It was. Subsequently, a 200 mL three-necked flask containing 30 g of methyl ethyl ketone was purged with nitrogen for 30 minutes, then heated to 80 ° C. while stirring the reaction kettle, and the monomer solution was added dropwise over 3 hours using a dropping funnel. . The dropping start was taken as the polymerization start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After the completion of the polymerization, the polymerization reaction solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower, poured into 600 g of methanol, and the precipitated white powder was separated by filtration. The white powder separated by filtration was washed twice with a slurry using 150 g of methanol, and the mixture was filtered again and dried again at 50 ° C. for 17 hours to obtain a white powder of polymer (a1-2). (Yield = 76.5%). As a result of 13 C-NMR, the content ratio of the structural unit derived from the compound (M-3) / (M-2) in the polymer (a1-2) was 48/52 (mol%). Moreover, Mw of the polymer (a1-2) was 13,200 and Mw / Mn was 1.53.

[합성예 31] (중합체 (a1-3)의 합성)Synthesis Example 31 (Synthesis of Polymer (a1-3))

상기 화합물 (M-1) 11.1 g(40 몰%), 화합물 (M-4) 3.9 g(10 몰%), 화합물 (M-6) 3.9 g(10 몰%) 및 화합물 (M-5) 11.2 g(40 몰%)을 메틸에틸케톤 60 g에 용해시키고, AIBN 1.3 g을 투입한 용액을 제조하였다. 이어서, 30 g의 메틸에틸케톤을 투입한 200 mL의 삼구 플라스크를 30분간 질소 퍼징한 후, 반응솥을 교반하면서 80 ℃로 가열하고, 사전에 준비한 단량체 용액을 적하 깔때기를 사용하여 3시간에 걸쳐서 적하하였다. 적하 개시를 중합 개시 시간으로 하고, 중합 반응을 6시간 동안 실시하였다. 중합 종료 후, 중합 반응 용액을 수냉하여 30 ℃ 이하로 냉각시키고, 600 g의 메탄올에 투입하여 석출된 백색 분말을 여과 분별하였다. 여과 분별한 백색 분말을 150 g의 메탄올로, 2회, 슬러리상으로 세정한 후, 재차 여과 분별하고, 50 ℃에서 17시간 동안 건조시켜 백색 분말의 중합체 (a1-3)을 얻었다(Mw=6,400, Mw/Mn=1.43, 수율=72.1 %). 중합체 (a1-3) 중의 화합물 (M-1)/(M-4)/(M-6)/(M-5)에서 유래하는 구조 단위의 함유 비율은 38/10/11/41(몰%)이었다.Compound (M-1) 11.1 g (40 mol%), Compound (M-4) 3.9 g (10 mol%), Compound (M-6) 3.9 g (10 mol%) and Compound (M-5) 11.2 g (40 mol%) was dissolved in 60 g of methyl ethyl ketone, and a solution prepared by adding 1.3 g of AIBN was prepared. Subsequently, a 200 mL three-necked flask with 30 g of methyl ethyl ketone was purged with nitrogen for 30 minutes, heated to 80 ° C. while stirring the reaction pot, and the prepared monomer solution was added to the dropping funnel over 3 hours. It dripped. The dropping start was taken as the polymerization start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After the completion of the polymerization, the polymerization reaction solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower, poured into 600 g of methanol, and the precipitated white powder was separated by filtration. The filtrated fractional white powder was washed twice with 150 g of methanol in slurry, and then filtered and dried again at 50 ° C. for 17 hours to obtain a white powdery polymer (a1-3) (Mw = 6,400). , Mw / Mn = 1.43, yield = 72.1%). The content rate of the structural unit derived from compound (M-1) / (M-4) / (M-6) / (M-5) in a polymer (a1-3) is 38/10/11/41 (mol%) Was.

[합성예 32] (중합체 (a1-4)의 합성)Synthesis Example 32 (Synthesis of Polymer (a1-4))

상기 화합물 (M-1) 12.7 g(50 몰%), 화합물 (M-7) 3.9 g(10 몰%) 및 화합물 (M-2) 13.4 g(40 몰%)을 메틸에틸케톤 60 g에 용해시키고, AIBN 1.2 g을 투입한 용액을 제조하였다. 이어서, 30 g의 메틸에틸케톤을 투입한 200 mL의 삼구 플라스크를 30분간 질소 퍼징한 후, 반응솥을 교반하면서 80 ℃로 가열하고, 사전에 준비한 단량체 용액을 적하 깔때기를 사용하여 3시간에 걸쳐서 적하하였다. 적하 개시를 중합 개시 시간으로 하고, 중합 반응을 6시간 동안 실시하였다. 중합 종료 후, 중합 반응 용액을 수냉하여 30 ℃ 이하로 냉각시키고, 600 g의 메탄올에 투입하여 석출된 백색 분말을 여과 분별하였다. 여과 분별한 백색 분말을 150 g의 메탄올로, 2회, 슬러리상으로 세정한 후, 재차 여과 분별하고, 50 ℃에서 17시간 동안 건조시켜 백색 분말의 중합체 (a1-4)를 얻었다(Mw=5,900, Mw/Mn=1.42, 수율=72.3 %). 중합체 (a1-4) 중의 화합물 (M-1)/(M-7)/(M-2)에서 유래하는 구조 단위의 함유 비율은 48/11/41(몰%)이었다.12.7 g (50 mol%) of the compound (M-1), 3.9 g (10 mol%) of the compound (M-7) and 13.4 g (40 mol%) of the compound (M-2) were dissolved in 60 g of methyl ethyl ketone. To prepare a solution in which 1.2 g of AIBN was added. Subsequently, a 200 mL three-necked flask with 30 g of methyl ethyl ketone was purged with nitrogen for 30 minutes, heated to 80 ° C. while stirring the reaction pot, and the prepared monomer solution was added to the dropping funnel over 3 hours. It dripped. The dropping start was taken as the polymerization start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After the completion of the polymerization, the polymerization reaction solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower, poured into 600 g of methanol, and the precipitated white powder was separated by filtration. The filtration fractionated white powder was washed twice with 150 g of methanol in slurry, and then filtered filtration and dried at 50 ° C. for 17 hours to obtain a white powder polymer (a1-4) (Mw = 5,900). , Mw / Mn = 1.42, yield = 72.3%). The content rate of the structural unit derived from compound (M-1) / (M-7) / (M-2) in the polymer (a1-4) was 48/11/41 (mol%).

[합성예 33] (중합체 (a1-5)의 합성)Synthesis Example 33 (Synthesis of Polymer (a1-5))

상기 화합물 (M-1) 12.9 g(50 몰%), 화합물 (M-8) 3.6 g(10 몰%) 및 화합물 (M-2) 13.6 g(40 몰%)을 메틸에틸케톤 60 g에 용해시키고, AIBN 1.3 g을 투입한 용액을 제조하였다. 이어서, 30 g의 메틸에틸케톤을 투입한 200 mL의 삼구 플라스크를 30분간 질소 퍼징한 후, 반응솥을 교반하면서 80 ℃로 가열하고, 사전에 준비한 단량체 용액을 적하 깔때기를 사용하여 3시간에 걸쳐서 적하하였다. 적하 개시를 중합 개시 시간으로 하고, 중합 반응을 6시간 동안 실시하였다. 중합 종료 후, 중합 반응 용액을 수냉하여 30 ℃ 이하로 냉각시키고, 600 g의 메탄올에 투입하여 석출된 백색 분말을 여과 분별하였다. 여과 분별한 백색 분말을 150 g의 메탄올로, 2회, 슬러리상으로 세정한 후, 재차 여과 분별하고, 50 ℃에서 17시간 동안 건조시켜 백색 분말의 중합체 (a1-5)를 얻었다(Mw=57,00, Mw/Mn=1.38, 수율=72.5 %). 중합체 (a1-5) 중의 화합물 (M-1)/(M-8)/(M-2)에서 유래하는 구조 단위의 함유 비율은 49/11/40(몰%)이었다.12.9 g (50 mol%) of the compound (M-1), 3.6 g (10 mol%) of the compound (M-8) and 13.6 g (40 mol%) of the compound (M-2) were dissolved in 60 g of methyl ethyl ketone. To prepare a solution in which 1.3 g of AIBN was added. Subsequently, a 200 mL three-necked flask with 30 g of methyl ethyl ketone was purged with nitrogen for 30 minutes, heated to 80 ° C. while stirring the reaction pot, and the prepared monomer solution was added to the dropping funnel over 3 hours. It dripped. The dropping start was taken as the polymerization start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After the completion of the polymerization, the polymerization reaction solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower, poured into 600 g of methanol, and the precipitated white powder was separated by filtration. The filtration fractionated white powder was washed twice with 150 g of methanol in slurry, and then filtered filtration and dried at 50 ° C. for 17 hours to obtain a white powder polymer (a1-5) (Mw = 57). , 00, Mw / Mn = 1.38, yield = 72.5%). The content rate of the structural unit derived from compound (M-1) / (M-8) / (M-2) in the polymer (a1-5) was 49/11/40 (mol%).

[합성예 34] (중합체 (a1-6)의 합성)Synthesis Example 34 (Synthesis of Polymer (a1-6))

상기 화합물 (M-3) 12.2 g(45 몰%), 화합물 (M-9) 5.5 g(15 몰%) 및 화합물 (M-2) 12.3 g(40 몰%)을 메틸에틸케톤 60 g에 용해시키고, AIBN 0.5 g을 투입한 용액을 제조하였다. 이어서, 30 g의 메틸에틸케톤을 투입한 200 mL의 삼구 플라스크를 30분간 질소 퍼징한 후, 반응솥을 교반하면서 80 ℃로 가열하고, 사전에 준비한 단량체 용액을 적하 깔때기를 사용하여 3시간에 걸쳐서 적하하였다. 적하 개시를 중합 개시 시간으로 하고, 중합 반응을 6시간 동안 실시하였다. 중합 종료 후, 중합 반응 용액을 수냉하여 30 ℃ 이하로 냉각시키고, 600 g의 메탄올에 투입하여 석출된 백색 분말을 여과 분별하였다. 여과 분별한 백색 분말을 150 g의 메탄올로, 2회, 슬러리상으로 세정한 후, 재차 여과 분별하고, 50 ℃에서 17시간 동안 건조시켜 백색 분말의 중합체 (a1-6)을 얻었다(Mw=13,400, Mw/Mn=1.59, 수율=76.3 %). 중합체 (a1-6) 중의 화합물 (M-13)/(M-19)/(M-12)에서 유래하는 구조 단위의 함유 비율은 44/15/41(몰%)이었다.12.2 g (45 mol%) of the compound (M-3), 5.5 g (15 mol%) of the compound (M-9) and 12.3 g (40 mol%) of the compound (M-2) were dissolved in 60 g of methyl ethyl ketone. To prepare a solution in which 0.5 g of AIBN was added. Subsequently, a 200 mL three-necked flask with 30 g of methyl ethyl ketone was purged with nitrogen for 30 minutes, heated to 80 ° C. while stirring the reaction pot, and the prepared monomer solution was added to the dropping funnel over 3 hours. It dripped. The dropping start was taken as the polymerization start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After the completion of the polymerization, the polymerization reaction solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower, poured into 600 g of methanol, and the precipitated white powder was separated by filtration. The filtration fractionated white powder was washed twice with 150 g of methanol in slurry, and then filtered filtration and dried at 50 ° C. for 17 hours to obtain a white powder polymer (a1-6) (Mw = 13,400). , Mw / Mn = 1.59, yield = 76.3%). The content rate of the structural unit derived from compound (M-13) / (M-19) / (M-12) in the polymer (a1-6) was 44/15/41 (mol%).

<[a2] 중합체의 합성><Synthesis of polymer [a2]>

[a2] 중합체의 합성에 사용한 단량체 화합물을 이하에 나타낸다.The monomer compound used for the synthesis of the [a2] polymer is shown below.

Figure pct00022
Figure pct00022

[합성예 35] (중합체 (a2-1)의 합성)Synthesis Example 35 (Synthesis of Polymer (a2-1))

상기 화합물 (M-10) 10.4 g(30 몰%) 및 화합물 (M-11) 19.6 g(70 몰%)을 메틸에틸케톤 60 g에 용해시키고, 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴) 0.91 g(5 몰%)을 투입한 용액을 제조하였다. 이어서, 30 g의 메틸에틸케톤을 투입한 200 mL의 삼구 플라스크를 30분간 질소 퍼징한 후, 반응솥을 교반하면서 80 ℃로 가열하고, 사전에 준비한 단량체 용액을 적하 깔때기를 사용하여 3시간에 걸쳐서 적하하였다. 적하 개시를 중합 개시 시간으로 하고, 중합 반응을 6시간 동안 실시하였다. 중합 종료 후, 중합 반응 용액을 수냉하여 30 ℃ 이하로 냉각시키고, 600 g의 메탄올에 투입하여 석출된 백색 분말을 여과 분별하였다. 여과 분별한 백색 분말을 150 g의 메탄올로, 2회, 슬러리상으로 세정한 후, 재차 여과 분별하고, 50 ℃에서 12시간 동안 건조시켜 백색 분말의 중합체 (a2-1)을 얻었다(Mw=5,900, Mw/Mn=1.58, 수율=68 %). 중합체 (a2-1)에서의 (M-10)/(M-11)에서 유래하는 구조 단위의 함유 비율은 31/69(몰%)였다.10.4 g (30 mol%) of the compound (M-10) and 19.6 g (70 mol%) of the compound (M-11) are dissolved in 60 g of methyl ethyl ketone, and 2,2'-azobis (isobutyronitrile ) 0.91 g (5 mol%) was prepared. Subsequently, a 200 mL three-necked flask with 30 g of methyl ethyl ketone was purged with nitrogen for 30 minutes, heated to 80 ° C. while stirring the reaction pot, and the prepared monomer solution was added to the dropping funnel over 3 hours. It dripped. The dropping start was taken as the polymerization start time, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After the completion of the polymerization, the polymerization reaction solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower, poured into 600 g of methanol, and the precipitated white powder was separated by filtration. The filtration fractionated white powder was washed twice with 150 g of methanol in the form of a slurry, and then filtered filtration and dried at 50 ° C. for 12 hours to obtain a white powder polymer (a2-1) (Mw = 5,900). , Mw / Mn = 1.58, yield = 68%). The content rate of the structural unit derived from (M-10) / (M-11) in the polymer (a2-1) was 31/69 (mol%).

[합성예 36] (중합체 (a2-2)의 합성)Synthesis Example 36 (Synthesis of Polymer (a2-2))

화합물 (M-12) 35.8 g(70 몰%) 및 화합물 (M-13) 14.2 g(30 몰%)을 100 g의 메틸에틸케톤에 용해시키고, 중합 개시제로서 디메틸 2,2'-아조비스이소부티레이트 3.2 g을 첨가하여 단량체 용액을 제조하였다. 100 g의 메틸에틸케톤을 넣은 500 mL의 삼구 플라스크를 30분간 질소 퍼징한 후, 교반하면서 80 ℃로 가열하고, 상기 제조한 단량체 용액을 적하 깔때기로 3시간에 걸쳐서 적하하였다. 적하 개시를 중합 반응의 개시 시간으로 하고, 중합 반응을 6시간 동안 실시하였다. 중합 반응 종료 후, 중합 반응 용액을 수냉하여 30 ℃ 이하로 냉각시키고, 메탄올/메틸에틸케톤/헥산=2/1/8(질량비) 혼합 용액 825 g을 사용하여 세정한 후, 아세트산프로필렌글리콜모노메틸에테르로 용매 치환하여 중합체 8의 용액을 얻었다(고형분 환산으로 38.0 g, 수율 76.0 %). 13C-NMR 분석의 결과, 중합체 (a2-2)에서의 화합물 (M-12)에서 유래하는 구조 단위:화합물 (M-13)에서 유래하는 구조 단위의 함유 비율(몰%)은 70:30이었다. 또한, 중합체 (a2-2)의 Mw는 7,000, Mw/Mn은 1.40이었다.35.8 g (70 mol%) of compound (M-12) and 14.2 g (30 mol%) of compound (M-13) are dissolved in 100 g of methyl ethyl ketone, and dimethyl 2,2'-azobisiso is used as a polymerization initiator. 3.2 g of butyrate were added to prepare a monomer solution. A 500 mL three-necked flask containing 100 g of methyl ethyl ketone was purged with nitrogen for 30 minutes, heated to 80 ° C. with stirring, and the prepared monomer solution was added dropwise over 3 hours with a dropping funnel. The dropping start was taken as the start time of the polymerization reaction, and the polymerization reaction was carried out for 6 hours. After completion of the polymerization reaction, the polymerization reaction solution was cooled with water and cooled to 30 ° C. or lower, and washed with 825 g of a methanol / methylethyl ketone / hexane = 2/1/8 (mass ratio) mixed solution, followed by propylene glycol monomethyl acetate. Solvent substitution with ether gave a solution of Polymer 8 (38.0 g, yield 76.0% in terms of solid content). As a result of 13 C-NMR analysis, the content ratio (mol%) of the structural unit derived from the compound (M-12) in the polymer (a2-2): the compound (M-13) was 70:30. It was. Moreover, Mw of the polymer (a2-2) was 7,000 and Mw / Mn was 1.40.

감방사선성 수지 조성물의 제조에 사용한 [a1] 중합체 및 [a2] 중합체 이외의 성분([b] 산 발생제, [c] 산 확산 제어제 및 [d] 용매)을 하기에 나타낸다.The components ([b] acid generator, [c] acid diffusion control agent, and [d] solvent) other than the [a1] polymer and [a2] polymer which were used for manufacture of a radiation sensitive resin composition are shown below.

[[b] 산 발생제][[b] acid generator]

b-1: 트리페닐술포늄 1,1,2,2-테트라플루오로-6-(1-아다만탄카르보닐옥시)-헥산-1-술포네이트(하기 화학식 (b-1)로 표시되는 화합물)b-1: triphenylsulfonium 1,1,2,2-tetrafluoro-6- (1-adamantanecarbonyloxy) -hexane-1-sulfonate represented by the following general formula (b-1) compound)

b-2: 4-시클로헥실페닐디페닐술포늄노나플루오로-n-부탄술포네이트(하기 화학식 (b-2)로 표시되는 화합물)b-2: 4-cyclohexylphenyldiphenylsulfonium nonafluoro-n-butanesulfonate (compound represented by the following general formula (b-2))

b-3: 트리페닐술포늄 2-(1-아다만틸)-1,1-디플루오로에탄술포네이트(하기 화학식 (b-3)으로 표시되는 화합물)b-3: triphenylsulfonium 2- (1-adamantyl) -1,1-difluoroethanesulfonate (compound represented by the following general formula (b-3))

Figure pct00023
Figure pct00023

[[c] 산 확산 제어제][[c] acid diffusion control agents]

c-1: 트리페닐술포늄살리실레이트(하기 화학식 (c-1)로 표시되는 화합물)c-1: triphenylsulfonium salicylate (compound represented by the following general formula (c-1))

c-2: N-t-아밀옥시카르보닐-4-히드록시피페리딘(하기 화학식 (c-2)로 표시되는 화합물)c-2: N-t-amyloxycarbonyl-4-hydroxypiperidine (compound represented by the following formula (c-2))

c-3: N-t-부톡시카르보닐-4-히드록시피페리딘(하기 화학식 (c-3)으로 표시되는 화합물)c-3: N-t-butoxycarbonyl-4-hydroxypiperidine (compound represented by the following formula (c-3))

c-4: 트리페닐술포늄 10-캄포술포네이트(하기 화학식 (c-4)로 표시되는 화합물)c-4: triphenylsulfonium 10-camphorsulfonate (compound represented by the following formula (c-4))

c-5: N-t-부톡시카르보닐피롤리딘(하기 화학식 (c-5)로 표시되는 화합물)c-5: N-t-butoxycarbonylpyrrolidine (compound represented by the following formula (c-5))

c-6: N-t-부톡시카르보닐-2-페닐벤즈이미다졸(하기 화학식 (c-6)으로 표시되는 화합물)c-6: N-t-butoxycarbonyl-2-phenylbenzimidazole (compound represented by the following formula (c-6))

c-7: N-t-부톡시카르보닐-2-히드록시메틸피롤리딘(하기 화학식 (c-7)로 표시되는 화합물)c-7: N-t-butoxycarbonyl-2-hydroxymethylpyrrolidine (compound represented by the following general formula (c-7))

c-8: 트리페닐술포늄 N-부틸트리플루오로메틸술폰아미드(하기 화학식 (c-8)로 표시되는 화합물)c-8: triphenylsulfonium N-butyltrifluoromethylsulfonamide (compound represented by the following formula (c-8))

Figure pct00024
Figure pct00024

[[d] 용매][[d] solvent]

d-1: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트d-1: propylene glycol monomethyl ether acetate

d-2: 시클로헥사논d-2: cyclohexanone

d-3: γ-부티로락톤d-3: γ-butyrolactone

[합성예 37] (감방사선성 수지 조성물 (J-1)의 제조)Synthesis Example 37 (Manufacture of Radiation-sensitive Resin Composition (J-1))

중합체 (a1-1) 100 질량부, 중합체 (a2-1) 3 질량부, 산 발생제 (b-1) 10.8 질량부, 산 확산 제어제 (c-1) 4.3 질량부 및 용매 (d-1) 2,185 질량부, 용매 (d-2) 935 질량부 및 용매 (d-3) 30 질량부를 혼합하여 감방사선성 수지 조성물 (J-1)을 제조하였다.100 parts by mass of the polymer (a1-1), 3 parts by mass of the polymer (a2-1), 10.8 parts by mass of the acid generator (b-1), 4.3 parts by mass of the acid diffusion controller (c-1) and the solvent (d-1 2,185 parts by mass, 935 parts by mass of the solvent (d-2) and 30 parts by mass of the solvent (d-3) were mixed to prepare a radiation sensitive resin composition (J-1).

[합성예 38 내지 50] (감방사선성 수지 조성물 (J-2) 내지 (J-14)의 제조)Synthesis Examples 38 to 50 (Preparation of Radiation Sensitive Resin Compositions (J-2) to (J-14))

표 3에 나타내는 종류 및 배합량의 각 성분을 사용한 것 이외에는, 합성예 37과 동일하게 하여 감방사선성 수지 조성물 (J-2) 내지 (J-14)를 각각 제조하였다.Except having used each component of the kind and compounding quantity shown in Table 3, it carried out similarly to the synthesis example 37, and produced the radiation sensitive resin compositions (J-2)-(J-14), respectively.

Figure pct00025
Figure pct00025

<레지스트 하층막에 대한 특성 평가><Characteristic evaluation of resist underlayer film>

상기 얻어진 레지스트 하층막 형성용 조성물 (P-1) 내지 (P-18)을 각각 사용하여, 하기 방법에 따라 레지스트 하층막을 형성하고, 이 레지스트 하층막에 대하여 하기의 특성 평가를 행하였다.Using the obtained resist underlayer film forming compositions (P-1) to (P-18), respectively, the resist underlayer film was formed according to the following method, and the following characteristic evaluation was performed about this resist underlayer film.

[레지스트 하층막의 형성][Formation of resist underlayer film]

실리콘 웨이퍼 위에, 상기 합성예 11에서 얻어진 레지스트 하층막 형성용 조성물 (P-1)을 스핀 코팅법에 의해 도포하였다. 스핀 코팅에는, 도포/현상 장치(「CLEAN TRACK ACT 12」, 도쿄 일렉트론 제조)를 사용하였다(이하, 특별히 기재가 없는 것에 대해서는 동일한 장치를 사용함). 얻어진 도막에 대하여 220 ℃의 핫 플레이트에서 1분간 PB를 행하고, 레지스트 하층막을 형성하였다. 얻어진 레지스트 하층막의 막 두께를 막 두께 측정 장치(「M-2000D」, J.A.Woollam 제조)로 측정한 바 30 nm였다.On the silicon wafer, the resist underlayer film forming composition (P-1) obtained in the said synthesis example 11 was apply | coated by the spin coating method. For spin coating, a coating / developing apparatus ("CLEAN TRACK ACT 12", manufactured by Tokyo Electron) was used (hereinafter, the same apparatus is used for those not specifically described). PB was performed for 1 minute on the obtained coating film by the 220 degreeC hotplate, and the resist underlayer film was formed. It was 30 nm when the film thickness of the obtained resist underlayer film was measured with the film thickness measuring apparatus ("M-2000D", J.A. Woollam).

[특성 평가][Characteristic evaluation]

얻어진 레지스트 하층막에 대하여, 합성예 37에서 얻어진 감방사선성 수지 조성물 (J-1)을 사용하여 하기 방법에 따라 기판 반사율, 레지스트 잔사 및 산소 애싱 내성을 평가하였다.About the obtained resist underlayer film, board | substrate reflectance, resist residue, and oxygen ashing tolerance were evaluated using the radiation sensitive resin composition (J-1) obtained by the synthesis example 37 according to the following method.

(기판 반사율)Board Reflectance

상기 형성한 레지스트 하층막, 반사 방지막 형성 재료(「NFC HM8006」, JSR 제조)로부터 얻어진 반사 방지막, 감방사선성 수지 조성물로부터 얻어진 레지스트막에 대하여, 각각의 굴절률 파라미터(n) 및 감쇠 계수(k)를 고속 분광 엘립소미터(ellipsometer) 「M-2000」(J.A.Woollam 제조)에 의해 측정하고, 이 측정값을 바탕으로 시뮬레이션 소프트웨어 「프롤리스」(KLA-Tencor 제조)를 사용하여 NA 1.3, Dipole 조건하에서의 레지스트막/각 레지스트 하층막/반사 방지막의 적층막의 기판 반사율을 구하였다. 기판 반사율이 1 % 이하인 경우를 「A」로, 1 % 초과 2 % 이하인 경우를 「B」로, 2 %를 초과하는 경우를 「C」로 평가하였다. 평가 결과를 하기 표 4에 나타낸다.Refractive index parameter (n) and attenuation coefficient (k) with respect to the resist film obtained from the formed resist underlayer film, the antireflection film forming material ("NFC HM8006", manufactured by JSR) and the radiation-sensitive resin composition Is measured by a high-speed spectroscopic ellipsometer "M-2000" (manufactured by JAWoollam), and based on these measurements, NA 1.3, Dipole conditions using simulation software "Prolith" (manufactured by KLA-Tencor) The board | substrate reflectance of the laminated | multilayer film of the resist film / each resist underlayer film / antireflection film below was calculated | required. The case where the board | substrate reflectance is 1% or less was evaluated by "A", the case where it is more than 1% and 2% or less by "B", and the case where it exceeds 2% by "C". The evaluation results are shown in Table 4 below.

(레지스트 잔사)(Resist residue)

레지스트 하층막 위에 감방사선성 수지 조성물을 스핀 코팅에 의해 도포하고, 핫 플레이트 위에서 100 ℃에서 60초간 PB를 행하여 막 두께 100 nm의 레지스트막을 형성하였다. 이어서, 노광을 행하지 않고 아세트산부틸로 1분간 현상한 후, 기판 위의 막(레지스트 하층막+레지스트막 잔사)의 막 두께를 측정하였다. 막 두께의 측정에는, 막 두께 측정 장치(「M-2000D」, J.A.Woollam 제조)를 사용하였다(이하, 동일함). 유기 용매 현상 전의 레지스트 하층막의 막 두께와 상기 막 두께의 차를 구하여, 레지스트 잔사(단위: nm)를 측정하였다. 레지스트 잔사의 측정값을 하기 표 4에 나타낸다. 또한, 레지스트 잔사가 5 nm 미만인 경우는 「A」로, 5 nm 이상인 경우는 「B」로 평가할 수 있다.On the resist underlayer film, the radiation sensitive resin composition was apply | coated by spin coating, and PB was performed at 100 degreeC for 60 second on the hotplate, and the resist film with a film thickness of 100 nm was formed. Subsequently, after developing for 1 minute with butyl acetate without performing exposure, the film thickness of the film (resist underlayer film + resist film residue) on a board | substrate was measured. A film thickness measuring apparatus ("M-2000D", manufactured by J.A. Woollam) was used for the measurement of the film thickness (hereinafter, the same). The difference between the film thickness of the resist underlayer film before the organic solvent development and the film thickness was determined, and the resist residue (unit: nm) was measured. The measured value of the resist residue is shown in Table 4 below. In addition, when a resist residue is less than 5 nm, it can evaluate as "A", and when it is 5 nm or more, it can evaluate as "B".

(산소 애싱 내성)(Oxygen ashing resistance)

레지스트 하층막을 애싱 장치(「NA1300」, ULVAC 제조)를 사용하여 100 W에서 120초간 O2 처리하고, 처리 전후의 막 두께차를 측정하여 산소 애싱 내성을 평가하였다. 이 막 두께차의 측정값을 하기 표 4에 나타낸다. 또한, 이 막 두께차가 5 nm 미만인 경우는 산소 애싱 내성은 「A」로, 5 nm 이상 8 nm 이하인 경우는 「B」로, 8 nm를 초과하는 경우는 「C」로 평가할 수 있다.The resist underlayer film was subjected to O 2 treatment at 100 W for 120 seconds using an ashing apparatus ("NA1300", manufactured by ULVAC), and the oxygen ashing resistance was evaluated by measuring the film thickness difference before and after the treatment. The measured value of this film thickness difference is shown in Table 4 below. In addition, when this film thickness difference is less than 5 nm, oxygen ashing resistance can be evaluated as "A", when 5 nm or more and 8 nm or less, it is "B", and when it exceeds 8 nm, it can evaluate as "C".

<레지스트 패턴의 형성><Formation of resist pattern>

[실시예 1 내지 18][Examples 1 to 18]

표 4에 나타내는 레지스트 하층막 형성용 조성물 (P-1) 내지 (P-18) 및 감방사선성 수지 조성물 (J-1)을 사용하여, 하기 방법에 따라 홀 패턴으로서의 콘택트 홀 패턴 및 트렌치 패턴으로서의 라인 앤드 스페이스 패턴을 각각 형성하고, 각각의 패턴에 대하여 하기에 나타내는 평가를 행하였다. 얻어진 평가 결과를 표 4에 나타낸다.Using the resist underlayer film-forming compositions (P-1) to (P-18) and the radiation-sensitive resin composition (J-1) shown in Table 4, according to the following method, as a contact hole pattern and a trench pattern as hole patterns Line and space patterns were formed, respectively, and the evaluation shown below was performed about each pattern. Table 4 shows the obtained evaluation results.

[콘택트 홀 패턴의 형성][Formation of Contact Hole Pattern]

12 인치 실리콘 웨이퍼 위에, 반사 방지막 형성 재료(「HM8006」, JSR 제조)를 스핀 코팅한 후, PB(250 ℃, 60초)를 행함으로써 막 두께 100 nm의 반사 방지막을 형성하였다. 이 반사 방지막 위에 레지스트 하층막 형성용 조성물 (P-1)을 스핀 코팅하고 PB(220 ℃, 60초)한 후, 냉각(23 ℃, 60초)시킴으로써 막 두께 30 nm의 레지스트 하층막을 형성하였다. 이어서, 감방사선성 수지 조성물 (J-1)을 형성한 레지스트 하층막 위에 스핀 코팅하고 PB(90 ℃, 60초)한 후, 냉각(23 ℃, 30초)시킴으로써 막 두께 100 nm의 레지스트막을 형성하였다.After spin-coating an antireflection film forming material ("HM8006", manufactured by JSR) on the 12-inch silicon wafer, an antireflection film having a thickness of 100 nm was formed by performing PB (250 ° C, 60 seconds). A resist underlayer film having a thickness of 30 nm was formed by spin coating the resist underlayer film forming composition (P-1) on the antireflective film, PB (220 ° C., 60 seconds), and then cooling (23 ° C., 60 seconds). Subsequently, after spin-coating and PB (90 degreeC, 60 second) on the resist underlayer film in which the radiation sensitive resin composition (J-1) was formed, it cools (23 degreeC and 30 second), and forms the resist film of thickness 100nm. It was.

이어서, ArF 액침 노광 장치(「S610C」, 니콘 제조)를 사용하고, NA: 1.30, Quadrupole의 광학 조건으로 220 nm 도트/440 nm 피치의 마스크를 통해 축소 투영 노광을 행하였다. 도포/현상 장치(「CLEAN TRACK Lithius Pro-i」, 도쿄 일렉트론 제조)의 핫 플레이트 위에서 PEB(105 ℃, 60초)를 행하고, 냉각(23 ℃, 30초)시킨 후, 도포/현상 장치(「CLEAN TRACK Act 12」, 도쿄 일렉트론 제조)의 현상컵으로 아세트산부틸을 현상액으로 하여 퍼들 현상(30초간)하고, 메틸이소부틸카르비놀(MIBC)로 린스하였다. 2,000 rpm, 15초간 원심 분리로 스핀 드라이함으로써, 55 nm 홀/110 nm 피치의 레지스트 패턴이 형성된 평가용 기판을 얻었다.Subsequently, using an ArF immersion exposure apparatus ("S610C", manufactured by Nikon), reduction projection exposure was performed through a mask of 220 nm dot / 440 nm pitch under optical conditions of NA: 1.30 and Quadrupole. PEB (105 ° C., 60 seconds) is performed on a hot plate of the coating / developing device (“CLEAN TRACK Lithius Pro-i”, manufactured by Tokyo Electron), and cooled (23 ° C., 30 seconds). CLEAN TRACK Act 12 ”, manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.), was developed with puddle (30 seconds) using butyl acetate as a developer and rinsed with methyl isobutylcarbinol (MIBC). By spin-drying at 2,000 rpm for 15 seconds, the evaluation substrate in which the resist pattern of 55 nm hole / 110 nm pitch was formed was obtained.

[평가][evaluation]

상기 콘택트 홀이 형성된 평가용 기판을 사용하여, 하기 방법에 따라 최소 홀 치수, CDU 및 패턴 형상의 평가를 행하였다. 평가용 기판의 레지스트 패턴의 길이 측정 및 관찰에는 주사형 전자 현미경(「CG-4000」,히다치 하이테크놀로지 제조)을 사용하였다.Using the evaluation board | substrate with which the said contact hole was formed, evaluation of the minimum hole dimension, CDU, and pattern shape was performed according to the following method. The scanning electron microscope ("CG-4000", the Hitachi High-Technology make) was used for the measurement and observation of the resist pattern of the evaluation board | substrate.

(최소 홀 치수)(Minimum hole dimension)

상기 평가용 기판을 얻었을 때에, 홀의 직경이 55 nm이고, 인접하는 홀간의 거리(스페이스)가 55 nm인 레지스트 패턴을 형성한 노광량(mJ/cm2)을 최적 노광량으로 하고, 이 최적 노광량보다 단계적으로 큰 노광량으로 순차 노광을 행하였다. 이때, 얻어지는 홀 패턴의 직경은 점차 작아지기 때문에, 어떠한 노광량에서 레지스트 패턴의 미개구가 관찰된다. 따라서, 이 미개구 패턴이 확인되지 않는 최대의 노광량에 대응하는 홀 크기를 최소 홀 치수(nm)로 정의하여 해상성의 지표로 하였다.When obtaining the said board | substrate for evaluation, the exposure amount (mJ / cm <2> ) which formed the resist pattern in which the diameter of a hole is 55 nm and the distance (space) between adjacent holes is 55 nm is made into the optimal exposure amount, Exposure was performed sequentially at large exposure amounts. At this time, since the diameter of the hole pattern obtained becomes small gradually, the non-opening of a resist pattern is observed with a certain exposure amount. Therefore, the hole size corresponding to the maximum exposure amount for which this non-opening pattern is not confirmed was defined as the minimum hole dimension (nm) to set the resolution index.

(CDU)(CDU)

상기 최소 홀 치수의 측정에서 최적 노광량으로 형성된 직경 55 nm의 홀 패턴의 직경을, 임의의 직경으로 합계 24개의 길이를 측정하고, 합계 24개의 길이 측정값의 분포 정도의 3σ값을 구하여 CDU로 하였다. 또한, CDU는 2 nm 미만은「A」로, 2 nm 이상 3.5 nm 이하는 「B」로, 3.5 nm를 초과하는 경우는 「C」로 평가할 수 있다.In the measurement of the minimum hole dimension, the diameter of the hole pattern having a diameter of 55 nm formed at the optimum exposure dose was measured for 24 lengths in total at arbitrary diameters, and 3σ values of the distribution degree of the 24 length measurement values in total were obtained as CDU. . In addition, CDU can be evaluated as "A" less than 2 nm, "B" in 2 nm or more and 3.5 nm or less, and "C" in the case where it exceeds 3.5 nm.

(패턴 형상)(Pattern shape)

상기 감도에 있어서, 기판 위의 레지스트 피막에 형성된 55 nm 홀/110 nm 피치의 홀 패턴의 단면 형상에 대하여 주사형 전자 현미경(「S-4800」, 히다치 하이테크놀로지 제조)을 사용하여 관찰하고 길이 측정하였다. 레지스트 패턴의 바닥부에서의 홀 직경 Lb와, 레지스트 패턴의 상부에서의 홀폭 La를 길이 측정하고, 0.9≤(La/Lb)≤1.1의 범위 내인 경우를 「A」로, 이 범위 외인 경우를 「B」로 평가하였다.In the above sensitivity, the cross-sectional shape of the hole pattern of 55 nm hole / 110 nm pitch formed in the resist film on the substrate was observed using a scanning electron microscope ("S-4800", manufactured by Hitachi High Technology), and the length was measured. It was. The length of the hole diameter Lb at the bottom of the resist pattern and the hole width La at the top of the resist pattern were measured, and the case within the range of 0.9≤ (La / Lb) ≤1.1 was defined as "A". B ”.

[라인 앤드 스페이스 패턴의 형성][Formation of Line and Space Pattern]

12 인치 실리콘 웨이퍼 위에, 반사 방지막 형성 재료(「HM8006」, JSR 제조)를 스핀 코팅한 후, PB(250 ℃, 60초)를 행함으로써 막 두께 100 nm의 반사 방지막을 형성하였다. 이 반사 방지막 위에 레지스트 하층막 형성용 조성물 (P-1)을 스핀 코팅하고 PB(220 ℃, 60초)한 후, 냉각(23 ℃, 60초)시킴으로써 막 두께 30 nm의 레지스트 하층막을 형성하였다. 이어서, 감방사선성 수지 조성물 (J-1)을 형성한 레지스트 하층막 위에 스핀 코팅하고 PB(90 ℃, 60초)한 후, 냉각(23 ℃, 30초)시킴으로써 막 두께 100 nm의 레지스트막을 형성하였다.After spin-coating an antireflection film forming material ("HM8006", manufactured by JSR) on the 12-inch silicon wafer, an antireflection film having a thickness of 100 nm was formed by performing PB (250 ° C, 60 seconds). A resist underlayer film having a thickness of 30 nm was formed by spin coating the resist underlayer film forming composition (P-1) on the antireflective film, PB (220 ° C., 60 seconds), and then cooling (23 ° C., 60 seconds). Subsequently, after spin-coating and PB (90 degreeC, 60 second) on the resist underlayer film in which the radiation sensitive resin composition (J-1) was formed, it cools (23 degreeC and 30 second), and forms the resist film of thickness 100nm. It was.

이어서, ArF 액침 노광 장치(「S610C」, 니콘 제조)를 사용하여 NA: 1.30, Dipole의 광학 조건으로 40 nm 라인/80 nm 피치 형성용의 마스크 크기의 마스크를 통해 노광하였다. 상기 「CLEAN TRACK Lithius Pro-i」의 핫 플레이트 위에서 PEB(100 ℃, 60초)를 행하고 냉각(23 ℃, 30초)시킨 후, 아세트산부틸을 현상액으로 하여 퍼들 현상(30초간)하고 MIBC로 린스하였다. 2,000 rpm, 15초간 원심 분리로 스핀 드라이함으로써, 40 nm 라인/80 nm 피치의 레지스트 패턴이 형성된 평가용 기판을 얻었다.Subsequently, an ArF liquid immersion exposure apparatus ("S610C", manufactured by Nikon) was used to expose through a mask of a mask size for 40 nm line / 80 nm pitch formation under an optical condition of NA: 1.30 and Dipole. PEB (100 ° C., 60 seconds) was carried out on the hot plate of “CLEAN TRACK Lithius Pro-i”, cooled (23 ° C., 30 seconds), puddle development (30 seconds) with butyl acetate as a developer, and rinsed with MIBC. It was. By spin-drying at 2,000 rpm for 15 seconds, the evaluation board | substrate with a resist pattern of 40 nm line / 80 nm pitch was obtained.

[평가][evaluation]

상기 얻어진 평가용 기판을 사용하여, 하기 방법에 따라 최소 도괴(倒壞) 전 치수 및 패턴 형상의 평가를 행하였다. 평가용 기판의 레지스트 패턴의 길이 측정 및 관찰에는 주사형 전자 현미경(「CG-4000」, 히다치 하이테크놀로지 제조)을 사용하였다.Using the obtained evaluation board | substrate, the minimum collapse pre-dimension and pattern shape were evaluated in accordance with the following method. The scanning electron microscope ("CG-4000", the Hitachi High-Technology make) was used for the measurement and observation of the resist pattern of the evaluation board | substrate.

(최소 도괴 전 치수)(Minimum collapse size)

상기 평가용 기판을 얻었을 때에, 라인의 선폭이 40 nm이고, 인접하는 라인간의 거리(스페이스)가 40 nm인 레지스트 패턴을 형성한 노광량(mJ/cm2)을 최적 노광량으로 하고, 이 최적 노광량보다 단계적으로 작은 노광량으로 순차 노광을 행하였다. 이때, 얻어지는 패턴의 선폭은 점차 가늘어지기 때문에, 어떠한 노광량에 대응하는 선폭에서 최종적으로 레지스트 패턴의 도괴가 관찰된다. 따라서, 레지스트 패턴의 도괴가 확인되지 않는 최대의 노광량에 대응하는 선폭을 최소 도괴 전 치수(nm)로 정의하여 패턴 붕괴 내성의 지표로 하였다.When obtaining the said board | substrate for evaluation, the optimal exposure amount is made into the exposure amount (mJ / cm <2> ) which formed the resist pattern which the line width of a line is 40 nm, and the distance (space) between adjacent lines is 40 nm. Exposure was performed sequentially at a smaller exposure amount in steps. At this time, since the line width of the pattern obtained becomes thinner gradually, collapse of a resist pattern is finally observed at the line width corresponding to a certain exposure amount. Therefore, the line width corresponding to the maximum exposure amount at which the collapse of the resist pattern is not confirmed was defined as the minimum pre-destruction dimension (nm) to set the index of pattern collapse resistance.

(패턴 형상)(Pattern shape)

패턴 형상은 레지스트 패턴의 하부에 끌림(trailing)이 없는 경우를 「A」로, 패턴 붕괴 또는 끌림이 있는 경우를 「B」로 평가하였다.The pattern shape evaluated "A" as the case where there is no trailing in the lower part of a resist pattern, and "B" when there was a pattern collapse or drag.

Figure pct00026
Figure pct00026

표 4의 결과로부터, 본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법을 이용함으로써, 콘택트 홀 패턴 형성에서의 해상성 및 CDU, 라인 앤드 스페이스 패턴 형성에서의 패턴 붕괴 내성, 및 양 패턴 형성에서의 패턴 형상이 우수한 레지스트 패턴이 얻어진다는 것을 알 수 있었다. 또한, 본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법에 따르면, 패턴 형성시의 기판 반사율, 레지스트 잔사, 산소 애싱 내성의 특성을 부여할 수 있다는 것도 알 수 있었다.From the results of Table 4, by using the resist pattern forming method of the present invention, a resist having excellent resolution in contact hole pattern formation and pattern collapse resistance in CDU, line and space pattern formation, and pattern shape in both pattern formation It was found that a pattern was obtained. Moreover, according to the resist pattern formation method of this invention, it turned out that the characteristic of board | substrate reflectance, resist residue, and oxygen ashing resistance at the time of pattern formation can be provided.

<레지스트 하층막 형성용 조성물과 감방사선성 수지 조성물의 매칭 평가><Matching evaluation of the composition for forming a resist underlayer film and a radiation sensitive resin composition>

상기 레지스트 하층막 형성용 조성물과 감방사선성 수지 조성물의 리소그래피 성능의 매칭 평가를, 표 5에 나타내는 레지스트 하층막 형성용 조성물과 감방사선성 수지 조성물의 조합에 대하여 행하였다. 하기에 나타낸 바와 같이, 레지스트 하층막 및 레지스트막을 형성한 후에 콘택트 홀 패턴 및 라인 앤드 스페이스 패턴을 각각 형성하고, 각각의 패턴에 대하여 하기에 나타내는 각 평가를 행하였다. 얻어진 결과를 표 5에 나타낸다.The matching evaluation of the lithographic performance of the said composition for resist underlayer film formation and a radiation sensitive resin composition was performed about the combination of the composition for resist underlayer film formation and a radiation sensitive resin composition shown in Table 5. As shown below, after forming a resist underlayer film and a resist film, a contact hole pattern and a line and space pattern were formed, respectively, and each evaluation shown below was performed about each pattern. The obtained results are shown in Table 5.

[실시예 19 내지 38][Examples 19 to 38]

[레지스트 하층막 및 레지스트막의 형성][Formation of resist underlayer film and resist film]

상기 실시예 1 내지 18과 동일하게 하여, 12 인치 실리콘 웨이퍼 위에 반사 방지막 및 레지스트 하층막을 형성하였다. 이 레지스트 하층막 위에, 하기 표 5에 나타내는 각 감방사선성 수지 조성물을 각각 상기 「CLEAN TRACK ACT 12」를 사용하여 스핀 코팅에 의해 도포하고, 핫 플레이트 위에서 80 ℃에서 60초간 PB를 행하여, 막 두께 0.10 ㎛의 레지스트막을 형성하였다.In the same manner as in Examples 1 to 18, an antireflection film and a resist underlayer film were formed on a 12 inch silicon wafer. On this resist underlayer film, each radiation sensitive resin composition shown in following Table 5 was apply | coated by spin coating using said "CLEAN TRACK ACT 12", respectively, PB is performed at 80 degreeC on a hotplate for 60 second, and a film thickness is carried out. A resist film of 0.10 mu m was formed.

[콘택트 홀 패턴의 형성][Formation of Contact Hole Pattern]

상기 형성한 레지스트막에 ArF 액침 노광 장치(「S610C」, 니콘 제조, 개구수 1.30, Quadrupole)를 사용하여, 216 nm 도트/416 nm 피치의 마스크 패턴, 액침수를 통해 축소 투영 노광을 행하였다. 이어서 표 5에 나타내는 온도에서 60초간 PEB를 행한 후, 현상액으로서 아세트산 n-부틸을 사용하여 23 ℃에서 30초간 현상하고, 이어서 MIBC를 사용하여 10초간 린스 처리를 행한 후, 건조시켜 콘택트 홀 패턴을 형성하였다. 또한, 축소 투영 후에 웨이퍼 위에서 직경 60 nm/104 nm 피치의 홀 패턴이 되는 노광량을 최적 노광량으로 하고, 이 최적 노광량을 감도(mJ/cm2)로 하였다.The formed resist film was subjected to reduced projection exposure through an ArF liquid immersion exposure apparatus ("S610C", manufactured by Nikon, numerical aperture 1.30, Quadrupole) through a mask pattern of 216 nm dot / 416 nm pitch and immersion water. Subsequently, PEB was performed at the temperature shown in Table 5 for 60 seconds, followed by development at 23 ° C. for 30 seconds using n-butyl acetate as a developer, followed by rinsing for 10 seconds using MIBC, followed by drying to form a contact hole pattern. Formed. In addition, the exposure amount which becomes a hole pattern of diameter 60nm / 104nm pitch on a wafer after reduction projection was made into the optimal exposure amount, and this optimal exposure amount was made into the sensitivity (mJ / cm <2> ).

[평가][evaluation]

상기 얻어진 콘택트 홀 패턴에 대하여, 초점 심도, CDU, 최소 홀 치수 및 패턴 형상을 하기 방법에 따라 평가하였다.With respect to the obtained contact hole pattern, the depth of focus, the CDU, the minimum hole size, and the pattern shape were evaluated according to the following method.

(초점 심도(DOF))(Depth of focus (DOF))

기판 위의 레지스트막에 형성된 콘택트 홀 패턴에 대하여, 상기 최적 노광량으로 노광한 후, 60 nm 홀/104 nm 피치 및 60 nm 홀/800 nm 피치가 되는 패턴을 사용하여 패턴의 크기가 ±10 % 이내가 되는 DOF를 각각 구하고, 공통된 DOF 영역을 DOF(단위: ㎛)로서 구하였다. 또한, 홀 패턴의 치수 측정은 길이 측정 SEM(「CG4000」, 히다치 하이테크놀로지 제조)을 사용하여, 패턴 상부로부터 관찰하여 행하였다. DOF의 측정값을 표 5에 나타낸다.The contact hole pattern formed in the resist film on the substrate is exposed to the optimum exposure dose, and then the pattern size is within ± 10% using a pattern of 60 nm hole / 104 nm pitch and 60 nm hole / 800 nm pitch. DOF was obtained, and a common DOF area was obtained as DOF (unit: µm). In addition, the dimension measurement of a hole pattern was observed and performed from the upper part of a pattern using length measurement SEM ("CG4000", the Hitachi High-Technology make). Table 5 shows the measured values of DOF.

(CDU)(CDU)

상기 감도에 있어서, 기판 위의 레지스트막에 형성된 60 nm의 홀 패턴에 대하여 홀 직경을 임의의 24 포인트에서 측정하고, 그의 분포 정도를 나타내는 3σ값을 CDU로 하였다. 결과를 표 5에 나타낸다.In the above sensitivity, the hole diameter was measured at an arbitrary 24 points for the 60 nm hole pattern formed in the resist film on the substrate, and the 3σ value indicating the distribution degree was defined as CDU. The results are shown in Table 5.

(최소 홀 치수)(Minimum hole dimension)

축소 투영 노광 후의 패턴 피치가 직경 104 nm가 되는 도트 패턴을 이용하여 액침수를 통해 축소 투영 노광하고, 노광량을 크게 했을 때에 얻어지는 홀의 최소 치수를 측정하여 최소 홀 치수로 하였다. 결과를 표 5에 나타낸다.Using the dot pattern whose pattern pitch after reduction-projection exposure was 104 nm in diameter, it reduced-reduced projection exposure through immersion water, and when the exposure amount was enlarged, the minimum dimension of the hole obtained was measured and it was set as the minimum hole dimension. The results are shown in Table 5.

(패턴 형상)(Pattern shape)

상기 감도에 있어서, 기판 위의 레지스트 피막에 형성된 60 nm 홀/104 nm 피치의 홀 패턴의 단면 형상에 대하여 주사형 전자 현미경(「S-4800」, 히다치 하이테크놀로지 제조)을 사용하여 관찰하고 길이 측정하였다. 레지스트 패턴의 바닥부에서의 홀 직경 Lb와 레지스트 패턴의 상부에서의 홀폭 La를 길이 측정하고, 0.9≤(La/Lb)≤1.1의 범위 내인 경우를 「A」로, 이 범위 외인 경우를 「B」로 평가하였다.In the above sensitivity, the cross-sectional shape of the hole pattern of 60 nm hole / 104 nm pitch formed in the resist film on the substrate was observed using a scanning electron microscope ("S-4800", manufactured by Hitachi High Technology), and the length was measured. It was. The length of the hole diameter Lb at the bottom of the resist pattern and the hole width La at the top of the resist pattern were measured, and the case within the range of 0.9≤ (La / Lb) ≤1.1 was defined as "A". Was evaluated.

[라인 앤드 스페이스 패턴의 형성][Formation of Line and Space Pattern]

상기 형성한 레지스트막에 ArF 액침 노광 장치(「S610C」, 니콘 제조)를 사용하여, NA: 1.30, Dipole의 광학 조건으로 40 nm 라인/80 nm 피치 형성용의 마스크 크기의 마스크를 통해 노광하였다. 상기 「CLEAN TRACK Lithius Pro-i」의 핫 플레이트 위에서 표 5 내지 7에 나타내는 PEB 온도에서 60 초간 PEB를 행하고, 냉각(23 ℃, 30초)시킨 후, 아세트산부틸을 현상액으로 하여 퍼들 현상(30초간)하고 MIBC로 린스하였다. 2,000 rpm, 15초간 원심 분리로 스핀 드라이함으로써, 40 nm 라인/80 nm 피치의 레지스트 패턴이 형성된 평가용 기판을 얻었다.An ArF liquid immersion exposure apparatus ("S610C", manufactured by Nikon) was exposed to the formed resist film through a mask having a mask size for 40 nm line / 80 nm pitch formation under an optical condition of NA: 1.30 and Dipole. After PEB was performed for 60 seconds on the PEB temperature shown in Tables 5-7 on the hot plate of said "CLEAN TRACK Lithius Pro-i", and cooled (23 degreeC, 30 second), puddle development was carried out using butyl acetate as a developing solution (30 seconds). ) And rinsed with MIBC. By spin-drying at 2,000 rpm for 15 seconds, the evaluation board | substrate with a resist pattern of 40 nm line / 80 nm pitch was obtained.

상기 얻어진 평가용 기판을 사용하여, 최소 도괴 전 치수와 패턴 형상의 평가를 행하였다. 이 평가용 기판의 레지스트 패턴의 길이 측정 및 관찰에는 주사형 전자 현미경(「CG-4000」, 히다치 하이테크놀로지 제조)을 사용하였다.Using the obtained evaluation board, the minimum collapse pre-destruction dimension and the pattern shape were evaluated. The scanning electron microscope ("CG-4000", the Hitachi High Technology Corporation) was used for the measurement and observation of the resist pattern of this evaluation board | substrate.

(최소 도괴 전 치수)(Minimum collapse size)

상기 실시예 1 내지 18에서의 최소 도괴 전 치수의 측정 방법과 동일하게 하여 최소 도괴 전 치수(nm)를 측정하고, 패턴 붕괴 내성의 지표로 하였다. 최소 도괴 전 치수의 측정값을 하기 표 5에 나타낸다.In the same manner as in the measurement method of the minimum pre-destruction size in Examples 1 to 18, the minimum pre-destruction size (nm) was measured and used as an index of pattern collapse resistance. The measured values before the minimum collapse are shown in Table 5 below.

(패턴 형상)(Pattern shape)

패턴 형상은 레지스트 패턴의 하부에 끌림이 없는 경우를 「A」, 패턴 붕괴 또는 끌림이 있는 경우를 「B」로 평가하였다.The pattern shape evaluated "A" as the case where there is no drag in the lower part of a resist pattern, and "B" when there was a pattern collapse or drag.

(다른 현상액을 사용한 경우)(When other developer is used)

상술한 아세트산 n-부틸을 현상액으로 사용한 평가와 동일하게 하고, 현상액으로서 메틸-n-펜틸케톤 또는 아니솔 현상액을 사용하여 평가를 행하였다. 현상액이 메틸-n-펜틸케톤인 경우의 평가 결과를 하기 표 6에, 현상액이 아니솔인 경우의 평가 결과를 하기 표 7에 각각 나타낸다.Evaluation similar to the evaluation using the above-mentioned n-butyl acetate as a developing solution was performed using methyl-n-pentyl ketone or anisole developing solution as a developing solution. The evaluation results when the developer is methyl-n-pentyl ketone are shown in Table 6 below, and the evaluation results when the developer is Anisole are shown in Table 7 below.

[비교예 1 내지 4][Comparative Examples 1 to 4]

[레지스트 하층막 및 레지스트막의 형성][Formation of resist underlayer film and resist film]

표 5에 나타낸 감방사선성 수지 조성물을 사용한 것 이외에는, 상기 실시예 19 내지 39의 경우와 동일하게 하여 레지스트 하층막 위에 레지스트막을 형성하였다.Except having used the radiation sensitive resin composition shown in Table 5, it carried out similarly to the case of Examples 19-39, and formed the resist film on the resist underlayer film.

[콘택트 홀 패턴 및 라인 앤드 스페이스 패턴의 형성 및 평가][Formation and Evaluation of Contact Hole Pattern and Line and Space Pattern]

PEB 온도로서 표 5에 나타내는 PEB 온도를 이용하고, 현상액으로서 2.38 질량%의 테트라메틸암모늄히드록시드 수용액을 사용한 것 이외에는, 실시예 19 내지 39와 동일하게 하여 콘택트 홀 패턴 및 라인 앤드 스페이스 패턴을 각각 형성하였다. 형성한 이들 패턴에 대하여, 실시예 19 내지 39와 동일하게 하여 평가를 행하였다. 얻어진 평가 결과를 표 5에 나타낸다. 또한, 콘택트 홀 패턴 형성에 대해서는 모든 경우에 있어서 해상할 수 없었으며, 그에 따라 표 5의 「-」는 상기하는 평가를 행하지 않은 것을 나타낸다.The contact hole pattern and the line and space pattern were made in the same manner as in Examples 19 to 39 except that the PEB temperature shown in Table 5 was used as the PEB temperature, and a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution was used as the developer. Formed. These formed patterns were evaluated in the same manner as in Examples 19 to 39. Table 5 shows the obtained evaluation results. In addition, the contact hole pattern formation could not be resolved in all cases, and "-" in Table 5 indicates that the above evaluation was not performed.

Figure pct00027
Figure pct00027

Figure pct00028
Figure pct00028

Figure pct00029
Figure pct00029

표 5 내지 7의 결과로부터, 본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법에 따르면 현상액으로서 에스테르계, 케톤계 및 에테르계의 다양한 유기 용매를 사용하는 경우, 콘택트 홀 및 라인 앤드 스페이스 패턴 모두 DOF, CDU, 해상성, 패턴 붕괴 내성 및 패턴 형상이 우수한 레지스트 패턴을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있었다. 한편, 알칼리 현상액을 사용하는 포지티브형 레지스트 패턴 형성 방법에서는, 콘택트 홀 패턴 형성으로는 해상할 수 없었으며, 라인 앤드 스페이스 패턴 형성에서는, 본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법에 비해 패턴 붕괴 내성 및 패턴 형상이 열화된다는 것도 알 수 있었다.From the results of Tables 5 to 7, according to the resist pattern forming method of the present invention, when various organic solvents of ester, ketone, and ether are used as developer, both contact hole and line and space patterns have DOF, CDU, and resolution. It was found that a resist pattern having excellent pattern collapse resistance and pattern shape can be obtained. On the other hand, in the positive resist pattern formation method using the alkaline developer solution, the contact hole pattern formation could not be resolved. In line and space pattern formation, the pattern collapse resistance and the pattern shape were lower than in the resist pattern formation method of the present invention. It was also found that the degradation.

[복수개회 노광에 의한 콘택트 홀 패턴의 형성][Formation of Contact Hole Pattern by Multiple Opening Exposure]

상술한 레지스트 하층막 형성용 조성물과 감방사선성 수지 조성물의 매칭 평가를, 노광을 2회 행함으로써 콘택트 홀 패턴을 형성하는 경우에 대하여 행하였다. 표 8에 나타내는 레지스트 하층막 형성용 조성물과 감방사선성 수지 조성물의 조합에 대하여, 하기 방법에 의해 콘택트 홀 패턴을 형성하고 평가를 행하였다. 얻어진 결과를 표 8에 나타낸다.The matching evaluation of the composition for resist underlayer film formation mentioned above and a radiation sensitive resin composition was performed about the case where a contact hole pattern is formed by performing exposure twice. About the combination of the resist underlayer film forming composition shown in Table 8, and a radiation sensitive resin composition, the contact hole pattern was formed and evaluated by the following method. The obtained results are shown in Table 8.

[실시예 40 내지 47][Examples 40 to 47]

[콘택트 홀 패턴의 형성][Formation of Contact Hole Pattern]

상술한 실시예 19 내지 39와 동일한 방법에 의해 형성한 레지스트 하층막 및 레지스트막에, ArF 액침 노광 장치(「NSR-S610C」, 니콘 세이끼 컴파니 제조)를 사용하고, NA=1.3, Dipole Y의 광학 조건으로 40 nm 라인/80 nm 피치 형성용의 마스크를 통해 노광했을 때, 40 nm 라인/80 nm 피치가 되는 노광량(이 노광량을 감도로 함)으로 제1 축소 투영 노광을 행하고, 이어서 NA=1.3, Dipole X의 조건으로 제1 노광을 행한 노광부에 대하여 라인이 교차하도록 제1 노광과 동일한 노광량으로 제2 축소 투영 노광을 행하였다. 노광 후, 상기 「CLEAN TRACK Lithius Pro i」의 핫 플레이트 위에서, 표 8에 기재된 PEB 온도에서 60초간 PEB를 행하고, 23 ℃에서 30초간 냉각시킨 후, 아세트산 n-부틸 현상액을 현상액으로 하여 30초간 퍼들 현상하고, MIBC로 7초간 린스하였다. 그 후, 2,000 rpm, 15초간 원심 분리로 스핀 드라이함으로써, 40 nm 홀/80 nm 피치의 레지스트 패턴을 형성하였다.NA = 1.3, Dipole Y using ArF liquid immersion exposure apparatus ("NSR-S610C", Nikon Seiki Company make) for the resist underlayer film and resist film formed by the method similar to Examples 19-39 mentioned above. When exposed through a mask for forming a 40 nm line / 80 nm pitch under optical conditions, the first reduced projection exposure is performed with an exposure amount (this exposure amount is used as a sensitivity) that becomes a 40 nm line / 80 nm pitch, followed by NA = 2, 2nd reduction projection exposure was performed with the exposure amount similar to 1st exposure so that a line may cross | intersect the exposure part which performed the 1st exposure on condition of Dipole X. After exposure, PEB was carried out on the hot plate of "CLEAN TRACK Lithius Pro i" at the PEB temperature shown in Table 8 for 60 seconds, cooled at 23 ° C. for 30 seconds, and puddle for 30 seconds using n-butyl acetate as a developer. Developed and rinsed with MIBC for 7 seconds. Thereafter, spin drying was performed by centrifugation at 2,000 rpm for 15 seconds to form a resist pattern having a 40 nm hole / 80 nm pitch.

[평가][evaluation]

상기 얻어진 콘택트 홀 패턴에 대하여, DOF, CDU, 최소 홀 치수 및 패턴 형상에 대하여 하기 방법에 따라 평가하였다.About the obtained contact hole pattern, DOF, CDU, minimum hole dimension, and pattern shape were evaluated in accordance with the following method.

(DOF)(DOF)

40 nm 홀/80 nm 피치의 레지스트 패턴에 대하여, 이 피치 크기 및 패턴 크기가 되는 DOF를 구하였다. 레지스트 패턴의 치수 측정은 길이 측정 SEM(「CG4000」, 히다치 하이테크놀로지 제조)을 사용하여 패턴 상부로부터 관찰하여 행하였다. DOF의 측정값을 표 8에 나타낸다.For the resist pattern having a 40 nm hole / 80 nm pitch, the DOF of this pitch size and pattern size was determined. The dimension measurement of a resist pattern was observed and observed from the upper part of a pattern using length measurement SEM ("CG4000", the Hitachi High-Technology make). The measured value of DOF is shown in Table 8.

(CDU)(CDU)

40 nm 홀/80 nm 피치의 레지스트 패턴을 길이 측정 SEM(「CG4000」, 히다치 하이테크놀로지 제조)을 사용하여 패턴 상부로부터 관찰하였다. 홀 직경을 임의의 24 포인트에서 측정하고, 그 측정값의 분포 정도를 3σ로서 구하여 CDU로 하였다. 결과를 표 8에 나타낸다.A resist pattern of 40 nm hole / 80 nm pitch was observed from the top of the pattern using a length measurement SEM ("CG4000", manufactured by Hitachi High Technology). The hole diameter was measured at arbitrary 24 points, the distribution degree of the measured value was calculated | required as 3σ, and it was set as CDU. The results are shown in Table 8.

(최소 홀 치수)(Minimum hole dimension)

복수개회 노광에 의한 콘택트 홀 패턴의 축소 투영 노광 후의 패턴 피치가 직경 80 nm 피치가 되는 패턴에 대하여, 노광량을 크게 했을 때에 얻어지는 홀의 최소 치수를 측정하여 해상성을 평가하였다. 해상성의 측정값을 표 8에 나타낸다.Reduction of contact hole pattern by plural times of exposure With respect to the pattern whose pattern pitch after projected exposure becomes a 80 nm diameter pitch, the minimum dimension of the hole obtained when the exposure amount was increased was measured and resolution was evaluated. The measured value of the resolution is shown in Table 8.

(패턴 형상)(Pattern shape)

40 nm 홀/80 nm 피치의 레지스트 패턴의 단면 형상을 관찰하고, 주사형 전자현미경(「S-4800」, 히다치 하이테크놀로지사)을 사용하여 레지스트 패턴의 바닥부에서의 홀 직경 Lb와 레지스트 패턴의 상부에서의 홀 직경 La를 측정하여, 0.9≤(La/Lb)≤1.1인 경우는 「A」로, 이 범위 외인 경우는 「B」로 평가하였다. 패턴 형상의 평가 결과를 표 8에 나타낸다.The cross-sectional shape of the resist pattern with a 40 nm hole / 80 nm pitch was observed, and a scanning electron microscope ("S-4800", Hitachi High-Technologies Corporation) was used to determine the hole diameter Lb and the resist pattern at the bottom of the resist pattern. The hole diameter La in the upper part was measured, and when it was 0.9 <= (La / Lb) <= 1.1, it evaluated as "A", and when it was outside this range, it evaluated as "B". Table 8 shows the evaluation results of the pattern shapes.

(다른 현상액을 사용한 경우)(When other developer is used)

상기 평가에서, 현상액으로서 아세트산부틸 대신에 메틸 n-아밀케톤 또는 아니솔을 사용하여 각각 동일한 평가를 행하였다. 평가 결과를 현상액이 메틸-n-펜틸케톤인 경우를 표 9에, 아니솔인 경우를 표 10에 각각 나타낸다.In the above evaluation, the same evaluation was respectively performed using methyl n-amyl ketone or anisole instead of butyl acetate as a developing solution. The evaluation results are shown in Table 9 when the developer is methyl-n-pentyl ketone, and Table 10 when the anisole is respectively.

Figure pct00030
Figure pct00030

Figure pct00031
Figure pct00031

Figure pct00032
Figure pct00032

표 8 내지 10의 결과로부터, 본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법에 따르면 복수개회 노광에 의한 콘택트 홀의 형성에서도, 현상액으로서 에스테르계, 케톤계 및 에테르계의 다양한 유기 용매를 사용하는 경우, DOF, CDU, 해상성 및 패턴 형상이 우수한 레지스트 패턴을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있었다.From the results of Tables 8 to 10, according to the resist pattern forming method of the present invention, even in the formation of contact holes by plural times of exposure, when various organic solvents of ester, ketone, and ether are used as developer, DOF, CDU, It was found that a resist pattern excellent in resolution and pattern shape can be obtained.

본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법에 따르면, 트렌치 패턴 및 홀 패턴 등의 다양한 레지스트 패턴 형성에 대응할 수 있으며, 초점 심도, 패턴 형상, 해상성, CDU, 패턴 붕괴 내성 등의 다양한 특성이 우수한 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 레지스트 패턴 형성 방법은, 향후 더욱 미세화가 요구되는 리소그래피 기술에서 바람직하게 사용할 수 있다.According to the resist pattern forming method of the present invention, it is possible to cope with the formation of various resist patterns such as trench patterns and hole patterns, and to form resist patterns excellent in various characteristics such as depth of focus, pattern shape, resolution, CDU, and pattern collapse resistance. can do. Therefore, the resist pattern formation method of this invention can be used suitably for the lithography technique which requires further refinement | miniaturization in the future.

Claims (8)

(1) [A] 폴리실록산을 함유하는 레지스트 하층막 형성용 조성물을 기판 위에 도포하여 레지스트 하층막을 형성하는 공정,
(2) [a1] 산의 작용에 의해 극성이 변화되어 유기 용매에 대한 용해도가 감소하는 중합체를 함유하는 감방사선성 수지 조성물을 상기 레지스트 하층막 위에 도포하여 레지스트막을 형성하는 공정,
(3) 상기 레지스트막을 노광하는 공정, 및
(4) 상기 노광된 레지스트막을, 유기 용매를 함유하는 현상액을 사용하여 현상하는 공정
을 갖는 레지스트 패턴 형성 방법.
(1) A step of forming a resist underlayer film by applying the composition for forming a resist underlayer film containing [A] polysiloxane on a substrate;
(2) a step of forming a resist film by applying a radiation sensitive resin composition containing a polymer whose polarity is changed by the action of the [a1] acid to reduce its solubility in an organic solvent, on the resist underlayer film,
(3) exposing the resist film; and
(4) Process of developing the exposed resist film using a developing solution containing an organic solvent
Resist pattern forming method having a.
제1항에 있어서, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이
[B] 질소 함유 화합물
을 더 함유하는 것인 레지스트 패턴 형성 방법.
The method of claim 1, wherein the resist underlayer film forming composition
[B] Nitrogen-Containing Compounds
It further contains a resist pattern forming method.
제1항에 있어서, 상기 레지스트 하층막 형성용 조성물이
[C] 감방사선성 산 발생체
를 더 함유하는 것인 레지스트 패턴 형성 방법.
The method of claim 1, wherein the resist underlayer film forming composition
[C] radiation-sensitive acid generators
It further contains a resist pattern forming method.
제1항에 있어서, [a1] 중합체가 하기 화학식 1로 표시되는 구조 단위 (I)을 갖는 중합체인 레지스트 패턴 형성 방법.
<화학식 1>
Figure pct00033

(화학식 1 중, R은 수소 원자 또는 메틸기이고, Rp1, Rp2 및 Rp3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가의 탄화수소기이되, 단 Rp2 및 Rp3은 서로 결합하여, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 탄소수 4 내지 20의 2가의 지환식 탄화수소기를 형성할 수도 있음)
The resist pattern forming method according to claim 1, wherein the polymer [a1] is a polymer having a structural unit (I) represented by the following general formula (1).
&Lt; Formula 1 >
Figure pct00033

R is a hydrogen atom or a methyl group, and R p1 , R p2 and R p3 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, provided that R p2 and R p3 are bonded to each other, May form together with a carbon atom a divalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 20 carbon atoms)
제1항에 있어서, 상기 감방사선성 수지 조성물이
[a2] 하기 화학식 (3-1)로 표시되는 구조 단위 및 하기 화학식 (3-2)로 표시되는 구조 단위로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 구조 단위 (III)을 갖는 중합체
를 더 함유하는 것인 레지스트 패턴 형성 방법.
Figure pct00034

(화학식 (3-1) 중, R1은 수소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이고, R2는 불소 원자를 갖는 탄소수 1 내지 6의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 또는 불소 원자를 갖는 탄소수 4 내지 20의 1가의 지환식 탄화수소기이되, 단 상기 알킬기 및 지환식 탄화수소기의 수소 원자의 일부 또는 전부는 치환되어 있을 수도 있음)
Figure pct00035

(화학식 (3-2) 중, R3은 수소 원자, 메틸기 또는 트리플루오로메틸기이고, R4는 (m+1)가의 연결기이고, m은 1 내지 3의 정수이고, X는 불소 원자를 갖는 2가의 연결기이고, R5는 수소 원자 또는 1가의 유기기이되, 단 m이 2 또는 3인 경우, 복수개의 X 및 R5는 각각 동일하거나 상이할 수 있음)
The method of claim 1, wherein the radiation-sensitive resin composition
[a2] A polymer having at least one structural unit (III) selected from the group consisting of structural units represented by formula (3-1) and structural units represented by formula (3-2)
It further contains a resist pattern forming method.
Figure pct00034

(In formula (3-1), R <1> is a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, R <2> is a C1-C6 linear or branched alkyl group which has a fluorine atom, or C4 which has a fluorine atom. To a monovalent alicyclic hydrocarbon group of 20, provided that some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group and the alicyclic hydrocarbon group may be substituted)
Figure pct00035

(In formula (3-2), R <3> is a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, R <4> is a (m + 1) valent coupling group, m is an integer of 1-3, and X has a fluorine atom. A divalent linking group and R 5 is a hydrogen atom or a monovalent organic group, provided that when m is 2 or 3, a plurality of X and R 5 may be the same or different, respectively)
제5항에 있어서, [a2] 중합체가 산 해리성기를 갖지 않는 중합체인 레지스트 패턴 형성 방법.The method of claim 5, wherein the polymer [a2] is a polymer having no acid dissociable group. 제1항에 있어서, [A] 폴리실록산이 하기 화학식 (i)로 표시되는 실란 화합물의 가수분해 축합물인 레지스트 패턴 형성 방법.
Figure pct00036

(화학식 (i) 중, RA는 수소 원자, 불소 원자, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 시아노기이고, 상기 알킬기의 수소 원자의 일부 또는 전부는 글리시딜옥시기, 옥세타닐기, 산 무수물기 또는 시아노기로 치환되어 있을 수도 있고, 상기 아릴기의 수소 원자의 일부 또는 전부는 히드록실기로 치환되어 있을 수도 있고, X는 할로겐 원자 또는 -ORB이되, 단 RB는 1가의 유기기이고, a는 0 내지 3의 정수이되, 단 RA 및 X가 각각 복수개인 경우, 복수개의 RA 및 X는 각각 동일하거나 상이할 수 있음)
The method of claim 1, wherein the polysiloxane [A] is a hydrolysis condensate of a silane compound represented by the following general formula (i).
Figure pct00036

(In Formula (i), R A is a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group, an aryl group or a cyano group, and part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are glycidyloxy groups and oxetas. May be substituted with a silyl group, an acid anhydride group or a cyano group, and some or all of the hydrogen atoms of the aryl group may be substituted with a hydroxyl group, X is a halogen atom or -OR B , provided that R B is Monovalent organic group, a being an integer of 0 to 3, provided that when R A and X are each plural, a plurality of R A and X may be the same or different.)
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 트렌치(trench) 패턴 및 홀(hole) 패턴으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 패턴을 형성하는 레지스트 패턴 형성 방법.The resist pattern formation method of any one of Claims 1-7 which forms at least 1 sort (s) of pattern chosen from the group which consists of a trench pattern and a hole pattern.
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